光柵光波導(dǎo)設(shè)計(jì)
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-04
光柵光波導(dǎo)設(shè)計(jì)的實(shí)例教程
簡介
此前，OpticStudio 為一維光柵仿真提供了一維 RCWA 插件。本文介紹了一種類似但功能強(qiáng)大得多的工作流程，該流程基于 Zemax OpticStudio 與 Lumerical RCWA 之間的動(dòng)態(tài)鏈接。
在這一工作流程中，設(shè)計(jì)人員在 Zemax OpticStudio 中構(gòu)建宏觀光學(xué)系統(tǒng)，并在 Lumerical 中構(gòu)建光柵的微結(jié)構(gòu)。兩款軟件中的仿真可無縫連接。在 Zemax OpticStudio 的光線追跡過程中，如果某條光線打到光柵上，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)用 Lumerical RCWA 來求解電磁場響應(yīng)，并返回相應(yīng)數(shù)據(jù)。
該工作流程具有以下幾個(gè)優(yōu)勢：
1.復(fù)雜的一維/二維光柵建模：借助強(qiáng)大的幾何編輯器，用戶可以輕松構(gòu)建并仿真任意的一維或二維光柵。
2.快速原型設(shè)計(jì)：Lumerical 中的參數(shù)會(huì)暴露給 OpticStudio。在 OpticStudio 中所做的任何修改，都可以自動(dòng)觸發(fā) Lumerical 針對新的光柵結(jié)構(gòu)計(jì)算更新后的數(shù)據(jù)，并返回新結(jié)果，無需進(jìn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)入和導(dǎo)出。
3.優(yōu)化能力：用戶可以在 Lumerical 中方便地定義自定義參數(shù)化模型，并結(jié)合整個(gè)系統(tǒng)的性能對光柵形狀進(jìn)行優(yōu)化。
4.光柵結(jié)構(gòu)的導(dǎo)入與導(dǎo)出：該工作流程支持以 STEP、STL 和 GDS II 文件格式對光柵幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)入與導(dǎo)出。
5.空間變化：用戶可以定義光柵參數(shù)在光柵不同位置處的變化方式。
1.1 靜態(tài)工作流程與動(dòng)態(tài)工作流程
值得一提的是，目前 Lumerical 與 OpticStudio 之間已有兩種數(shù)據(jù)交換工作流程。其中一種是本文將要介紹的動(dòng)態(tài)工作流程；另一種是以不同方式運(yùn)行的靜態(tài)工作流程。這兩種工作流程在靈活性方面各有特點(diǎn)，并不存在絕對優(yōu)劣之分。
展開 4.打開足跡和光柵分析工具并設(shè)置光學(xué)裝置
5.足跡和光柵分析工具
6.光柵參數(shù)和相關(guān)范圍的選擇
?可以同時(shí)改變一個(gè)或兩個(gè)光柵參數(shù)。
?參數(shù)空間的采樣可以相對粗略，因?yàn)殡S后將在計(jì)算點(diǎn)之間應(yīng)用插值技術(shù)。
?該表列出了光柵的所有可用參數(shù)。對于在一個(gè)區(qū)域內(nèi)引入調(diào)制光柵參數(shù)，不允許使用改變光路的參數(shù)（如周期等）。
7.查找表的計(jì)算
在配置所需的光柵參數(shù)變化后，可以通過單擊計(jì)算查找表來計(jì)算生成的光柵特性并將其存儲(chǔ)在查找表中。
查找表是針對在足跡和光柵分析工具的第一步中確定的光柵參數(shù)和 FOV 模式的定義變化計(jì)算的。
展開 打開足跡和光柵分析工具并設(shè)置光學(xué)裝置
5. 足跡和光柵分析工具
6. 光柵參數(shù)和相關(guān)范圍的選擇
? 可以同時(shí)改變一個(gè)或兩個(gè)光柵參數(shù)。
? 參數(shù)空間的采樣可以相對粗略，因?yàn)殡S后將在計(jì)算點(diǎn)之間應(yīng)用插值技術(shù)。
? 該表列出了光柵的所有可用參數(shù)。對于在一個(gè)區(qū)域內(nèi)引入調(diào)制光柵參數(shù)，不允許使用改變光路的參數(shù)（如周期等）。
7. 查找表的計(jì)算
在配置所需的光柵參數(shù)變化后，可以通過單擊計(jì)算查找表來計(jì)算生成的光柵特性并將其存儲(chǔ)在查找表中。
查找表是針對在足跡和光柵分析工具的第一步中確定的光柵參數(shù)和 FOV 模式的定義變化計(jì)算的。查找表會(huì)自動(dòng)保存到指定文件夾：
8. 光柵性能的研究
9. 從查找表加載瑞利矩陣
10. 更新光學(xué)系統(tǒng)的產(chǎn)生
11. 光柵調(diào)制配置
12. 基于采樣位置或網(wǎng)格的調(diào)制
13. 基于解析描述的調(diào)制
14. 基于數(shù)學(xué)描述的調(diào)制
文件信息
展開 衍射效率與變化的入射角
光柵衍射效率通常受入射角影響較大。
走進(jìn)VirtualLab Fusion
VirtualLab Fusion中的工作流程
?光波導(dǎo)耦合光柵結(jié)構(gòu)的配置
- 傾斜光柵的高級配置
Advanced Configuration of Slanted Grating
[用例]
- 使用特殊介質(zhì)配置光柵結(jié)構(gòu)
Configuration of Grating Structures by Using Special Media
[用例]
- 使用接口配置光柵結(jié)構(gòu)
Configuration of Grating Structures by Using Interfaces
[用例]
?分析耦合光柵衍射效率
- 用于光導(dǎo)耦合光柵評估的自定義探測器
Customized Detector for Lightguide Coupling Grating Evaluation
[用例]
?通過掃描特定參數(shù)來檢查效率
VirtualLab Fusion 技術(shù)
文件信息
更多閱覽 - Customized Detector for Lightguide Coupling Grating Evaluation
展開 摘要
因其在確定衍射級上的高衍射效率，傾斜光柵廣泛用于將光耦合到光波導(dǎo)中。如今，傾斜光柵廣泛用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和混合現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中。本示例中將示范如何使用VirtualLab Fusion分析文獻(xiàn)中具有特定參數(shù)的某些傾斜光柵的幾何形狀（例如傾斜角、填充因子和調(diào)制深度）。 另外，研究了不同入射角對衍射效率的影響。
2. 建模任務(wù)
3. 衍射效率vs.相對深度
4. 衍射效率vs.傾斜角
5. 衍射效率vs. 填充因子
6. 衍射效率vs.變化的入射角
7. 走進(jìn)VirtualLab Fusion
8. VirtualLab Fusion 的工作流程
光波導(dǎo)耦合光柵結(jié)構(gòu)的配置
傾斜光柵的高級配置 [使用案例]
使用特殊材料的光柵結(jié)構(gòu)配置 [使用案例]
使用界面的光柵結(jié)構(gòu)配置 [使用案例]
耦合光柵衍射效率分析
自定義的光波導(dǎo)耦合光柵評價(jià)探測器 [使用案例]
通過掃描特定的參數(shù)來檢查效率
參數(shù)運(yùn)行的使用 [使用案例]
9. VirtualLab Fusion 技術(shù)
10. 文件信息
更多閱讀
- Parametric Optimization and Tolerance Analysis of Slanted Gratings
- Configuration of Grating Structures by Using Special Media
展開 
光柵光波導(dǎo)設(shè)計(jì)的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
光柵光波導(dǎo)設(shè)計(jì)光柵光波導(dǎo)技術(shù)光波導(dǎo)設(shè)計(jì)衍射光波導(dǎo)設(shè)計(jì)全息光波導(dǎo)設(shè)計(jì)OptiBPM 光波導(dǎo)設(shè)計(jì)軟件 優(yōu)化設(shè)計(jì)EDA設(shè)計(jì)工業(yè)設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì) 光波導(dǎo)的足跡和光柵分析光波導(dǎo)上的光柵分析和平滑調(diào)制光柵參數(shù)用于光波導(dǎo)耦合的傾斜光柵的分析用于光波導(dǎo)耦合的傾斜光柵分析[virtuallab] 用于光波導(dǎo)耦合的傾斜光柵的分析單入射方向光波導(dǎo)耦合光柵的優(yōu)化
光柵光波導(dǎo)設(shè)計(jì)的最新內(nèi)容
1. 簡介
此前，OpticStudio 為一維光柵仿真提供了一維 RCWA 插件。本文介紹了一種類似但功能強(qiáng)大得多的工作流程，該流程基于 Zemax OpticStudio 與 Lumerical RCWA 之間的動(dòng)態(tài)鏈接。
在這一工作流程中，設(shè)計(jì)人員在 Zemax OpticStudio 中構(gòu)建宏觀光學(xué)系統(tǒng)，并在 Lumerical 中構(gòu)建光柵的微結(jié)構(gòu)。兩款軟件中的仿真可無縫連接
OAS 光學(xué)軟件 | 一拖二光波導(dǎo)案例分析
01/前言
本案例針對AR設(shè)備小型化、高效能的應(yīng)用需求，依托 OAS 光學(xué)軟件的核心設(shè)計(jì)能力，提出解決方案。 OAS 光學(xué)軟件可精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)光柵協(xié)同設(shè)計(jì)與光能高效復(fù)用，有效破解行業(yè)核心技術(shù)痛點(diǎn)，為 AR 光波導(dǎo)一拖二架構(gòu)的工程化落地提供專業(yè)技術(shù)支撐。
02/案例描述
在單光機(jī) AR 光波導(dǎo)系統(tǒng)中，一拖二架構(gòu)的核心難點(diǎn)在于，如何在有限的波導(dǎo)尺寸內(nèi)實(shí)現(xiàn)雙目能量分離
授課時(shí)間
2026/5/19（二）-5/20（三）
AM 9:00-PM 16:00
授課地點(diǎn)
上海市嘉定區(qū)南翔銀翔路819號中暨大廈18樓1805室
課程講師
訊技光電工程團(tuán)隊(duì)及資深顧問
課程費(fèi)用
4800RMB/1人次
(課程包含課程材料費(fèi)、開票稅金、午餐費(fèi))
課程簡介
授課時(shí)間：：2026/5/28（四）-5/29（五）（各城市并行開課）
課程時(shí)數(shù)：2天/城市
授課地點(diǎn)：深圳市光明區(qū)鳳凰街道尚智科技園1棟B座1503
課程講師：訊技光電工程師隊(duì)
課程費(fèi)用：3600RMB/1人次
(課程包含課程材料費(fèi)、開票稅金、午餐費(fèi))
課程簡介
Course Introduction
光柵是現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)中最為常用的一種衍射光學(xué)元件
什么是光波導(dǎo)設(shè)計(jì) 的“坑”？
光波導(dǎo)作為 AR/VR 顯示、光通信、光子集成芯片等領(lǐng)域的核心光學(xué)組件，正驅(qū)動(dòng)下一代光電產(chǎn)業(yè)的技術(shù)革新。但從設(shè)計(jì)到量產(chǎn)的全流程中，跨尺度物理建模、多物理場耦合、光柵參數(shù)優(yōu)化、雜散光抑制等核心難題，讓大多的光學(xué)工程師反復(fù)陷入設(shè)計(jì)陷阱。
當(dāng)前主流光學(xué)軟件在光波導(dǎo)場景下存在顯著功能短板，而行業(yè)高速擴(kuò)張的需求與設(shè)計(jì)工具的滯后性形成尖銳矛盾
連續(xù)調(diào)制光柵區(qū)域光波導(dǎo)的優(yōu)化
在下面的例子中，您可以看到這些工具中的一些發(fā)揮作用：
快速物理光學(xué)軟件VirtualLab Fusion通過其波導(dǎo)工具箱提供了一系列方便的工具，可在設(shè)計(jì)過程中幫助光學(xué)工程師。例如用于光柵結(jié)構(gòu)配置的用戶友好的工作流程，用于光柵分析的嚴(yán)格傅里葉模態(tài)算法
在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和混合現(xiàn)實(shí)應(yīng)用 (AR & MR) 領(lǐng)域的波導(dǎo)光學(xué)器件設(shè)計(jì)過程中，橫向均勻性（每個(gè)視場模式）和整體效率是兩個(gè)最重要的評價(jià)函數(shù)。 為了在光波導(dǎo)系統(tǒng)中獲得適當(dāng)?shù)木鶆蛐院托手担斜匾试S光柵參數(shù)的變化，特別是在光瞳擴(kuò)展區(qū)域和/或耦出區(qū)域中。 為此，VirtualLab Fusion 能夠在光柵區(qū)域中引入平滑變化的光柵參數(shù)，并提供必要的工具來根據(jù)定義的評價(jià)函數(shù)運(yùn)行優(yōu)化
單入射方向光波導(dǎo)耦合光柵的優(yōu)化1個(gè)月前
[圖片]
用于光波導(dǎo)耦合光柵評估的自定義探測器4個(gè)月前
生成一個(gè)自定義探測器來計(jì)算一維周期結(jié)構(gòu)的衍射效率，這是一個(gè)用戶定義范圍內(nèi)入射方向的函數(shù)。根據(jù)效率，可以在定義的視場內(nèi)評估衍射效率的平均值和對比度，并且可以用于定義優(yōu)化函數(shù)以便進(jìn)行可能的參數(shù)優(yōu)化。
摘要
用于光波導(dǎo)耦合的傾斜光柵的分析4個(gè)月前
摘要
因?yàn)閮A斜光柵在特定衍射級中具有高效率，故通常被用于將光耦合到光學(xué)光波導(dǎo)中。 如今，它們經(jīng)常應(yīng)用于增強(qiáng)和混合現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中。 本案將展示如何使用VirtualLab Fusion對文獻(xiàn)中的某些傾斜光柵的幾何形狀，具體參數(shù)如傾斜角度，填充因子和調(diào)制深度進(jìn)行分析。 此外，本案例還研究了不同入射角對衍射效率的影響。
