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圖1（a）所示的SRG，可以通過(guò)幾種方法製造，如電子束寫(xiě)入，光刻，納米壓印，或鑽石車(chē)削。與VHG不同，SRG沒(méi)有空間變化的折射率。相反，光柵的表面是由周期性的微結(jié)構(gòu)組成的。為了對(duì)SRG進(jìn)行建模，需要採(cǎi)用類(lèi)似傅里葉模態(tài)法（也叫RCWA）的算法。本文將介紹VHG的工具。

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可以看到目前的最大視場(chǎng) (Hy=1) 邊緣光線 (Py=-1) 的波前差等於3.555676，跟OPD Fan中的結(jié)果一致。在Wavefront Map中也可以驗(yàn)證到。Ansys Zemax國(guó)內(nèi)可靠代理商　　光研科技南京有限公司是國(guó)內(nèi)可靠的光學(xué)軟件和儀器光電供應(yīng)商，提供企業(yè)定制化上門(mén)培訓(xùn)服務(wù)，承接各類(lèi)光學(xué)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，并有一系列自主編寫(xiě)出版的光學(xué)設(shè)計(jì)書(shū)籍。

使用Ansys Lumerical FDTD軟件中的嚴(yán)格耦合波分析（RCWA）求解器，對(duì)2D刻劃光柵的透射特性進(jìn)行仿真體積全息光柵是通過(guò)在感光材料中記錄全息圖案制造而成的。首先，感光材料（即聚合物或玻璃）暴露于由兩個(gè)相干激光束產(chǎn)生的干涉圖案中，這就形成了基板材料中折射率的三維調(diào)制。當(dāng)光以原始記錄的入射角之一照射光柵時(shí)，它會(huì)再現(xiàn)流程中使用的第二個(gè)記錄光束。

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案例講解 19.1 CHARGE - PN depletion phase shifter – Ansys Optics - Ring Modulator – Ansys Optics - Traveling Wave Mach-Zehnder Modulator – Ansys Optics - Vertical photodetector – Ansys Optics

圖6：馬赫-曾德?tīng)栃驼{(diào)制器的基本結(jié)構(gòu)2)基本原理：當(dāng)入射光從輸入端輸入，經(jīng)過(guò)一個(gè)Y分支結(jié)構(gòu)的3 dB分束器后，被分成功率相等的兩束光，并分別進(jìn)入兩個(gè)調(diào)制臂中。由于兩條調(diào)制臂是對(duì)稱(chēng)的，在無(wú)外加電壓的情況下，兩束光的相位相同，在合束器匯合時(shí)無(wú)相位差。

基于Ansys Lumerical進(jìn)行無(wú)源、有源器件的多類(lèi)型仿真，覆蓋功率分束器、濾波器等無(wú)源光子器件，適用于硅基、鈮酸鋰等多種材料體系，以及微環(huán)調(diào)制器、垂直光電探測(cè)器等有源光子器件，以及CPO中涉及到的光學(xué)I/O口等問(wèn)題。

ANSYS仿真能力ANSYS支持從組件到板級(jí)，再到系統(tǒng)級(jí)EMC分析，幫助客戶解決電磁相關(guān)問(wèn)題。

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一束光線中有位置、方向、能量和波長(zhǎng)或顏色信息。對(duì)于光學(xué)系統(tǒng)的模擬，我們使用多束光的統(tǒng)計(jì)分析表現(xiàn)來(lái)得到我們的結(jié)果。光線的隨機(jī)性是通過(guò)每條光線的分布、設(shè)置的光線方向、能量和波長(zhǎng)決定的。這種模擬光線的方法稱(chēng)為“蒙特卡羅(Monte-Carlo)”模擬，即光線是隨機(jī)分布的。一束光線中只包含整個(gè)光源的一部分信息，如果我們沒(méi)有使用足夠的光線進(jìn)行分析就會(huì)導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確。

對(duì)于閃光激光雷達(dá)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換，由于我們對(duì)光線分束和散射進(jìn)行了建模，因此我們想要確保在 分析方式（Analyze With）設(shè)置中勾選 散射（Scattering）和 光線分束（Ray splitting）框。

添加微透鏡為從光柵中提取的光束留出了一些空間 ，以便于其擴(kuò)束并朝向光纖準(zhǔn)直。擴(kuò)束和準(zhǔn)直依賴(lài)于光和大于波長(zhǎng)尺度的特征結(jié)構(gòu)進(jìn)行宏觀相互作用。這可以通過(guò) OpticStudio 中的物理光學(xué)傳播 （POP） 進(jìn)行完全模擬。POP 使用標(biāo)量衍射理論在宏觀系統(tǒng)中傳播標(biāo)量場(chǎng)。

本示例描述了一種基于Ansys OpticStudio與Speos完成3片式LCD投影儀的設(shè)計(jì)與仿真方法。如圖所示，LCD顯示器需要外部提供光源照射，光源發(fā)出的白光經(jīng)過(guò)積分棒，然后通過(guò)紅外、紫外濾光鏡，進(jìn)入分色棱鏡后生成紅、綠、藍(lán)三束光。在合色棱鏡中合成彩色圖像后，最終通過(guò)投影光學(xué)系統(tǒng)將圖像放大投射到屏幕上。

圖2 MRR型波長(zhǎng)解復(fù)用器EDG型：EDG是通過(guò)滿足光程差公式排布的刻蝕光柵齒面實(shí)現(xiàn)對(duì)不同波長(zhǎng)復(fù)用光的合束和分束，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)低損耗和多通道的波長(zhǎng)（解）復(fù)用功能。

Ansys提供了一系列工具，例如Ansys Zemax OpticStudio光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析軟件，以及Ansys Mechanical結(jié)構(gòu)有限元分析（FEA）軟件，幫助用戶了解各種光學(xué)器件和終端應(yīng)用中的不同材料及其雙折射特性。這些應(yīng)用還兼容MATLAB和Moldex3D等外部工具。

對(duì)于每一束光線，都需要進(jìn)行數(shù)百到數(shù)千次運(yùn)算，才能準(zhǔn)確計(jì)算其穿過(guò)組件的路徑，這就需要具有高計(jì)算性能的計(jì)算系統(tǒng)。高端CPU有多個(gè)內(nèi)核，其中最高端的CPU有多達(dá)128個(gè)內(nèi)核，其可獨(dú)立處理每束光線。然而，GPU（通常稱(chēng)為顯卡）具有不同的架構(gòu)，其內(nèi)部的計(jì)算單元更小但更多。因此，更好的GPU可以提高光線追跡功能。NVIDIA在2018年將RTX技術(shù)推向市場(chǎng)以來(lái)，GPU的功能得到了顯著提升。

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