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Lumerical RCWA 或 FDTD 來模擬衍射光柵；3.Speos 生成光輻射圖和人眼感知仿真結果。

結論 在本例中使用1-D光柵用于衍射光學元件，為了使模式進一步發展，用戶可以用自己的1-D甚至2-D光柵代替光柵，在一個或兩個方向上衍射光。

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Ansys 旗下三款主要的光學產品是 Lumerical 負責微納波動光學，Zemax 主要是幾何光學也有涉及到衍射和物理光學等等。另外就是 Speos，它可以承擔后端的非序列追跡任務和環境渲染，人眼響應的系統級仿真。這三款軟件跟 Ansys 的 OptiSLang 的聯動非常頻繁，在我們的 work flow 里邊，我們有不同的流程都可以涉及到 OptiSLang。

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- 衍射光柵：它是周期性結構，會將光散射到符合物理邊界條件的衍射級次。LSWM模型支持1D和任意2D光柵類型。衍射光柵可以用Lumerical FDTD或RCWA模擬。（有關FDTD和RCWA之間的比較，請參閱RCWA求解器簡介:https://optics.ansys.com/hc/en-us/articles/4414575008787）。

光柵的幾何結構經過優化將垂直入射光引導至光柵的-1級中，然后將光柵特性導出為Lumerical 亞波長模型(LSWM, Lumerical Sub-Wavelength Model) JSON格式，以便在Speos中對該SRG進行系統級模擬(參見Zemax Lumerical Speos 聯合實現衍射光波導AR系統設計仿真)。

Ansys光學仿真套件構建了Zemax OpticStudio+Lumerical +Speos一體化設計仿工作流，覆蓋投影鏡頭設計、亞波長光柵建模、系統級光學集成分析全流程。其中Ansys Speos作為系統級仿真核心工具，可實現多軟件數據無縫對接、三維環境光學仿真、人眼視覺感知評估，為車載AR HUD光學性能優化、成像質量校驗、雜散光抑制提供專業仿真支撐。

衍射光學元件的復雜性和小尺度使其成為了3D電磁仿真軟件的理想備選方案。例如，對于超透鏡，仿真可以幫助研究人員檢查元原子的位置和大小，以對光通過不同布局的衍射進行仿真。仿真可幫助設計人員分析由衍射光學元件調制時的場分布、遠場方向圖和波前變化。Ansys Lumerical套件、Ansys Speos軟件和Ansys Zemax OpticStudio軟件都可以對衍射光學元件進行仿真。

設計流程1.1 相位 -> 微觀結構 -> 實驗驗證在此過程中，用戶首先使用光線追跡方法設計DOE /超穎透鏡所需的相位。然後根據給定的相位設計微結構。圖1顯示了該過程的流程圖。該圖表未涵蓋設計的詳細訊息，例如，微觀結構可以是傳統的閃耀光柵或現代的超穎透鏡。所需的設計和製造方法可能會有所不同，具體取決於微結構的類型。參考文獻[5]顯示了根據給定的相位輪廓生成閃耀光柵的範例。

我們需要通過在液晶取向上引入周期性空間變化來設計光柵；然后，將衍射特性導出為Lumerical亞波長模型(LSWM) JSON格式，以便在Zemax中進行系統級仿真建模。注意：RCWA對面內各向異性的支持需要使用Ansys Lumerical 2024R1.3或更高版本。概述本例中的衍射光柵由單層液晶(5CB)構成。

Ansys Lumerical RCWA Ansys Lumerical RCWA 求解器可用于分析平面波入射到周期性結構上的光學響應。與 STACK 求解器不同，RCWA求解器可用于幾何形狀具有周期性變化的結構，例如光子晶體和衍射光柵。

本次研討會將討論如何通過Ansys光學產品進行HUD的設計和仿真，并重點介紹如何結合 Ansys Zemax與Lumerical的動態連接工作流程進行衍射光波導系統的設計與優化，助力AR-HUD的產品研發，加速上市流程。

Lumerical　　Lumerical是Ansys公司開發的用于微納光子器件、芯片及系統的設計仿真軟件，融合了FDTD、EME等求解器，對微納結構及其器件進行設計仿真分析?！　∽稍兣c訂購方式　　聯系人：光研科技南京有限公司徐保平　　手機號：15051861513　　微信號：13627124798

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在本例中，我們介紹了一個仿真工作流程，用于在具有不同照明條件的特定環境中，從光學系統和CMOS成像器的組合中分析相機系統的圖像質量。此示例主要涵蓋整個工作流程中的Ansys Speos部分。該光學系統采用Ansys Zemax OpticStudio設計，并導出到Ansys Speos進行系統級分析。CMOS成像器采用Ansys Lumerical設計，并導出至Ansys Speos。

Lumerical Ansys Lumerical是一款專業的光學虛擬仿真軟件，能夠為光子設計師提供全面的高精度設計和分析工具，使得設計師能夠從容地面對光設復雜的問題，進而降低開發成本。 Ansys Lumerical可廣泛地應用于生物光子學，成像，照明，光伏等。

附件下載聯系工作人員獲取附件本文介紹了一種用于光子集成電路光纖-波導耦合系統的多尺度仿真工作流程。光與光柵耦合器在微觀上的相互作用使用 Ansys Lumerical 進行仿真，而 Ansys Zemax OpticStudio 則用于宏觀傳播和公差分析。此示例的工作流由四個步驟組成。

部分：使用 STAR 模塊和 ZOS-API 進行 STOP 分析Ansys Lumerical | 米氏散射 FDTDAnsys Lumerical | 針對多模干涉耦合器的仿真設計與優化Ansys Zemax | 設計衍射光學元件（DOE）和超透鏡（metalens）Ansys Zemax | 如何設計單透鏡 第一部分：設置Ansys Zemax | HUD 設計實例