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建模目的：如何將矩形光柵界面和轉(zhuǎn)變點(diǎn)列界面(Transition Point List Inerface)進(jìn)行組合，以構(gòu)建復(fù)雜結(jié)構(gòu)光柵，并進(jìn)行近場分析和內(nèi)部場分析工具箱：光柵工具箱關(guān)鍵詞：矩形光柵界面 轉(zhuǎn)變點(diǎn)列界面 近場分析 內(nèi)部場分析組合光柵結(jié)構(gòu)參數(shù)：圖1：光柵參數(shù)示意圖 使用VirtualLab光柵工具箱進(jìn)行建模 1) 操作如下圖(1)(2)：解決方案

VirtualLab Fusion中的光柵建模——概述 ? 單光柵分析 ?通過主窗口“光柵”菜單，可以進(jìn)入僅針對光柵的特殊評估環(huán)境。 ?它有助于分析和可視化光柵的衍射特性，例如衍射角度和效率。 ? 系統(tǒng)內(nèi)的光柵建模 ?在常規(guī)光學(xué)設(shè)置中，可以將光柵組件插入系統(tǒng)的任何位置。

本案例將解釋如何在VirtualLab中進(jìn)行三維光柵建模 本案例所使用的工具箱為光柵工具箱 基于堆棧結(jié)構(gòu)進(jìn)行光柵模擬的光柵工具箱具有兩種類型的光柵，分別為二維（2D）光柵和三維（3D）光柵 基于堆棧的光柵元件包含一個(gè)基板(base block)，堆棧(stack)則位于基板的邊界上，基板為均勻介質(zhì)，下圖為三種類型的堆棧-基板結(jié)構(gòu)建模步驟如下： 1

本次研討會我們將說明如何在 Ansys Zemax 中使用 DLL 建模光柵以及如何設(shè)置光柵的相關(guān)參數(shù)并演示如何設(shè)計(jì)衍射光波導(dǎo)。

建模任務(wù) 如何設(shè)計(jì)具有優(yōu)化的第一級次衍射效率的超穎光柵 -選擇合適的單元格(unit cells)/構(gòu)件，以及 -在一個(gè)光柵周期內(nèi)排列并優(yōu)化它們的位置？ 光柵參數(shù)和設(shè)計(jì)方法遵循P. Lalanne, et al., Opt.

我們使用TEA和FMM(也稱為RWCA，這是嚴(yán)格的)來分析這種具有不同周期的光柵，通過比較結(jié)果，我們研究了兩種方法的表現(xiàn) 建模任務(wù) 光柵元件 通用光柵組件（General Grating Component）允許用戶在模擬中選擇不同的求解算法

建模任務(wù) 正弦光柵—效率與高度（TEA） 正弦光柵—透射相位曲線 正弦光柵—透射相位曲線 正弦光柵—衍射效率 正弦光柵—效率與周期 正弦光柵—特定周期下的相位曲線 閃耀光柵—效率與高度（TEA

基底、菲涅耳損耗和衍射角的處理 ? 單光柵分析- 通常，衍射效率的計(jì)算通常忽略基底的影響。? 系統(tǒng)內(nèi)的光柵建模- 但是，任何現(xiàn)實(shí)的光柵結(jié)構(gòu)都放置在基底上，使用平面組件及它們之間的自由空間對其進(jìn)行建模。- 平面建模考慮了菲涅耳損耗，但不與光柵疊層的FMM計(jì)算耦合。- 它還有助于處理不同介質(zhì)中的衍射角。 5.

我們使用TEA和FMM(也稱為RWCA，這是嚴(yán)格的)來分析這種具有不同周期的光柵，通過比較結(jié)果，我們研究了兩種方法的表現(xiàn)建模任務(wù)光柵元件通用光柵組件（General Grating Component）允許用戶在模擬中選擇不同的求解算法。用戶可以在嚴(yán)格的傅里葉模態(tài)法(FMM)和近似，但更快的薄元近似(TEA)之間進(jìn)行選擇。

我們使用TEA和FMM(也稱為RWCA，這是嚴(yán)格的)來分析這種具有不同周期的光柵，通過比較結(jié)果，我們研究了兩種方法的表現(xiàn)建模任務(wù)光柵元件通用光柵組件（General Grating Component）允許用戶在模擬中選擇不同的求解算法。用戶可以在嚴(yán)格的傅里葉模態(tài)法(FMM)和近似，但更快的薄元近似(TEA)之間進(jìn)行選擇。

建模任務(wù) 正弦光柵—效率與高度（TEA） 正弦光柵—透射相位曲線 正弦光柵—透射相位曲線 正弦光柵—衍射效率 正弦光柵—效率與周期 正弦光柵—特定周期下的相位曲線 閃耀光柵—效率與高度（TEA）

建模任務(wù) 如何設(shè)計(jì)具有優(yōu)化的第一級次衍射效率的超穎光柵-選擇合適的單元格(unit cells)/構(gòu)件，以及-在一個(gè)光柵周期內(nèi)排列并優(yōu)化它們的位置？光柵參數(shù)和設(shè)計(jì)方法遵循P. Lalanne, et al., Opt.

隨著制作工藝的不斷提升，光柵的尺寸也越做越小。相應(yīng)地，光柵分析必須使用基于矢量電磁場原理的方法。本課程使用光之?dāng)?shù)字模型平臺VirtualLab Fusion，介紹如何使用傅里葉模態(tài)法對光柵進(jìn)行嚴(yán)格精確的仿真。課程涵蓋的光柵示例既有表面型光柵，也有全息型體光柵，例如傾斜光柵、閃耀光柵、用于光學(xué)超透鏡的Nanopillar結(jié)構(gòu)等。此外還會介紹超表面的設(shè)計(jì)和參數(shù)優(yōu)化和大角度超光柵仿真。

本用例介紹了該元件的功能，包括光柵級次的設(shè)置和堆棧的定位。系統(tǒng)內(nèi)光柵建模?在一般光路中，光柵元件可以插入到系統(tǒng)的任何位置。?這使得在一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)中對光柵進(jìn)行建模，并因此評估整個(gè)系統(tǒng)的性能成為可能，同時(shí)考慮光柵的可能影響。?光柵元件可以通過元件 > 單個(gè)表面&堆棧 > 光柵找到。

走進(jìn)VirtualLab Fusion VirtualLab Fusion的工作流程 ? 使用特殊介質(zhì)構(gòu)建光柵結(jié)構(gòu) - 用特殊介質(zhì)構(gòu)造光柵結(jié)構(gòu) [用例] ? 體光柵的嚴(yán)格分析 - 全息產(chǎn)生體光柵的嚴(yán)格仿真 [用例] ? 復(fù)雜系統(tǒng)的光柵建模 - 光學(xué)系統(tǒng)中光柵的建模 – 示例討論 [用例]

本用例介紹了該元件的功能，包括光柵級次的設(shè)置和堆棧的定位。系統(tǒng)內(nèi)光柵建模□ 在一般光路中，光柵元件可以插入到系統(tǒng)的任何位置。□ 這使得在一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)中對光柵進(jìn)行建模，并因此評估整個(gè)系統(tǒng)的性能成為可能，同時(shí)考慮光柵的可能影響。□ 光柵元件可以通過元件 > 單個(gè)表面&堆棧 > 光柵找到。

本用例介紹了該元件的功能，包括光柵級次的設(shè)置和堆棧的定位。 系統(tǒng)內(nèi)光柵建模? 在一般光路中，光柵元件可以插入到系統(tǒng)的任何位置。? 這使得在一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)中對光柵進(jìn)行建模，并因此評估整個(gè)系統(tǒng)的性能成為可能，同時(shí)考慮光柵的可能影響。? 光柵元件可以通過元件 > 單個(gè)表面&堆棧 > 光柵找到。

摘要VirtualLab Fusion可以利用光導(dǎo)元件在AR&MR器件領(lǐng)域?qū)?fù)雜的光導(dǎo)配置進(jìn)行建模。局部光柵區(qū)域(所謂的區(qū)域)可以定義在光導(dǎo)表面的耦合和擴(kuò)瞳的目的。光柵對光場的影響可以嚴(yán)格建模，也可以用理想化的函數(shù)建模，這需要用戶手動輸入不同級次的效率值。

2.建模任務(wù)：正弦光柵x-z方向(截面視圖)光柵參數(shù)：?周期：0.908um?高度：1.15um(這些參數(shù)提供了一個(gè)具有均勻分布傳輸效率0級和±1級衍射級次，詳見案例341)3.建模任務(wù)?VirtualLab光柵工具箱提供的光柵級次分析器，可對光柵衍射效率進(jìn)行嚴(yán)格的計(jì)算。

光源設(shè)置及建模在 OAS 軟件的光學(xué)系統(tǒng)建模界面中，首先完成平面光源的創(chuàng)建與參數(shù)配置。將光源放置于 Z 軸坐標(biāo)為 0mm 的平面（Z=0 平面），該平面光源采用單色光輸出（默認(rèn)波長可根據(jù)仿真需求自定義調(diào)整），光源的發(fā)光區(qū)域尺寸需與后續(xù)光柵孔徑尺寸匹配，確保入射光能夠完整覆蓋光柵有效區(qū)域，避免因光源尺寸不足導(dǎo)致衍射光線信息缺失。