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這些GPU包含光線追跡內核（RT內核），是專門用于優(yōu)化光線傳播的計算單元。為光線追跡提供專用計算單元，可實現(xiàn)更高的性能。Ansys多年來一直使用最新的領先GPU來提供最佳性能，并使用NVIDIA RTX GPU來盡量提供領先的光線追跡仿真。

注意：系統(tǒng)設置的數值孔徑只對幾何光線追跡有效，物理光學傳播分析不使用系統(tǒng)設置的物方數值孔徑。但是對于本文的范例結構，追跡的光線在遠離光束束腰位置時可以很好地描述高斯光束。因此，只要不在焦點附近，我們都可以使用點列圖和其他光線追跡分析工具檢查POP的計算結果。初始 POP 結果在Analyze菜單欄中找到并點擊POP的按鈕（Physical Optics）。

對應的非序列元件編輯器如下圖所示： 光源是單個沿Y軸偏振的光線，但這條光線通過設置分析光線的數量為100萬被重復追跡。在傳播了一段短距離（在這里取10 um）后，光源光線遇到了一個標準面。這個表面的目的是將入射的軸上光線轉換成兩束散射光線，射向兩個孔隙。

本文重點介紹的是光線追跡在光學和光子組件設計中的應用。光線追跡的工作原理？光線追跡是一種計算方法，用于在光線穿過光學系統(tǒng)時對其進行建模。可將其用于設計透鏡、傳感器和其它光學組件，以便基于不同入射角的光與結構相互作用的方式來預測組件性能。光線在空氣中傳播并遇到另一種具有不同折射率（決定光在密度不同的兩種介質界面上彎曲程度的屬性）的材料時，會通過新介質折射，而有一部分則會反射。

? 就本例而言，入射角為30°的平面波通過標準具的傳播。? 最高級別越高，追跡的路徑越多。 5. 路徑檢測(非序列光線\光場追跡)? VirtualLab使用兩步過程追跡非順序場。? 在第一步中，VirtualLab將搜索存在哪些光路。在第二步中，場沿著已找到的路徑傳播。? 光路搜索意味著識別哪些光路/光柵區(qū)域存在哪些入射和出射通道。

對應的非序列元件編輯器如下圖所示： 光源是單個沿Y軸偏振的光線，但這條光線通過設置分析光線的數量為100萬被重復追跡。在傳播了一段短距離（在這里取10 um）后，光源光線遇到了一個標準面。這個表面的目的是將入射的軸上光線轉換成兩束散射光線，射向兩個孔隙。

接下來執(zhí)行光線追跡（Ray Tracing）建模，獲得對系統(tǒng)行為的下一步了解，以及首次檢查探測器是否處于正確的位置。 4.繼續(xù)使用場追跡（Field T racing）級別1建模以獲得最初的物理光學結果。 5.場追跡（Field T racing）級別2為大多數光學系統(tǒng)(包括透鏡系統(tǒng))提供精確的建模結果。如果1級和2級建模產生相同的結果，傳播到探測器的場的衍射可以忽略不計。

接下來執(zhí)行光線追跡（Ray Tracing）建模，獲得對系統(tǒng)行為的下一步了解，以及首次檢查探測器是否處于正確的位置。4.繼續(xù)使用場追跡（Field T racing）級別1建模以獲得最初的物理光學結果。5.場追跡（Field T racing）級別2為大多數光學系統(tǒng)(包括透鏡系統(tǒng))提供精確的建模結果。如果1級和2級建模產生相同的結果，傳播到探測器的場的衍射可以忽略不計。

總之，我們執(zhí)行從光源平面到系統(tǒng)的第一表面的物理光學傳播，并在那里生成光線。通過適當選擇傅里葉變換，可以包含或不包含衍射。這表明，即使對于基本光線跟蹤，初始物理光學建模的步驟通常也是有必要的。VirtualLab Fusion通過選擇“Include Diffraction-Induced Contribution to Ray Direction”來實現(xiàn)這一需要。

與幾何光線追跡結果比較 在范例系統(tǒng)中，只要不在焦點附近，用幾何光線就可以表示高斯光束，因此可以使用Footprint Diagram中幾何光線的追跡結果和POP計算出的結果進行比較，因為它們都能顯示幾何光線到面的焦點和面上的孔徑（aperture）。下面是用點列圖和POP交叉比較的例子。

接下來執(zhí)行光線追跡（Ray Tracing）建模，獲得對系統(tǒng)行為的下一步了解，以及首次檢查探測器是否處于正確的位置。4.繼續(xù)使用場追跡（Field T racing）級別1建模以獲得最初的物理光學結果。5.場追跡（Field T racing）級別2為大多數光學系統(tǒng)(包括透鏡系統(tǒng))提供精確的建模結果。如果1級和2級建模產生相同的結果，傳播到探測器的場的衍射可以忽略不計。

接下來執(zhí)行光線追跡（Ray Tracing）建模，獲得對系統(tǒng)行為的下一步了解，以及首次檢查探測器是否處于正確的位置。4.繼續(xù)使用場追跡（Field T racing）級別1建模以獲得最初的物理光學結果。5.場追跡（Field T racing）級別2為大多數光學系統(tǒng)(包括透鏡系統(tǒng))提供精確的建模結果。如果1級和2級建模產生相同的結果，傳播到探測器的場的衍射可以忽略不計。

這給我們提供了生成光線所需的信息，光線的方向包括發(fā)散度。 總之，我們執(zhí)行從光源平面到系統(tǒng)的第一表面的物理光學傳播，并在那里生成光線。通過適當選擇傅里葉變換，可以包含或不包含衍射。這表明，即使對于基本光線跟蹤，初始物理光學建模的步驟通常也是有必要的。

二維光柵 AR 波導的分區(qū)與光柵結構優(yōu)化（來自原文）該模塊創(chuàng)新融合幾何光線追跡與嚴格耦合波分析（RCWA），在宏觀光傳播模擬中保證效率，于微納光柵作用處精準捕獲波前信息，集成 k 域分析、光柵自動布局等核心功能，支持從結構設計到成像系統(tǒng)的跨尺度一體化仿真。

因為FRED如何模擬和傳播的相干光束的，這樣做（設定帶孔的吸收面）將在輸出面產生有相同的輻照度，濾波器沒有起到作用。FRED采用高斯光束分解（GBD）的廣義形式來傳播相干場，也稱為復和光線追跡。對于FRED中相干性的詳細討論，請參考關于FRED應用說明中關于相干性的模擬。

基礎光線沿子光束下的小光束的軸線追跡。其中包括八條次級光線：四條正交次級子光束部分光線代表束腰光線，四條正交次級子光束發(fā)散光線表示光束發(fā)散光線。在光線追跡期間，基礎光線決定所有次級光線的傳播：例如，如果基礎光線穿過孔徑，則所有次級光線也必須穿過該孔徑。這種使用光線表示高斯細電子束的技術稱為復雜光線追跡。

基礎光線沿子光束下的小光束的軸線追跡。其中包括八條次級光線：四條正交次級子光束部分光線代表束腰光線，四條正交次級子光束發(fā)散光線表示光束發(fā)散光線。在光線追跡期間，基礎光線決定所有次級光線的傳播：例如，如果基礎光線穿過孔徑，則所有次級光線也必須穿過該孔徑。這種使用光線表示高斯細電子束的技術稱為復雜光線追跡。

光線追跡設置追跡光線數量以平衡仿真精度與計算效率；指定探測平面為數據采集面，勾選 “偏振橢圓圖”“偏振態(tài)參數表” 等輸出選項，設定數據采樣間隔為 0.1mm，保證探測數據的密度與準確性。

許多情況下設計過程中需要兩種不同的光學理論/算法來分別處理光束在自由空間和微觀結構中的傳播[1-3]，而也有一些設計單純只使用光線追跡來實現(xiàn)。[4] 在這篇文章中，我們首先簡要介紹了一些可能的設計思路。有關自由空間和 DOE/metalens 中的相位面和傳播方法概念的更多細節(jié)將在后面討論。在最后一節(jié)，介紹了為特殊相位面設計定制的一些有用的 DLLs。 1.

有三種類型的相干光線的錯誤（在下面的部分中討論），如果它是不能正確地傳播的光線，在光線追跡后，F(xiàn)RED只顯示了一個警告。就好像如果它無法在數學上延伸必要的表面，它就會發(fā)生。在執(zhí)行分析時，另外兩個相干光線錯誤只會產生一次警告。在擴束器的情況下，該追跡的光線沒有錯誤或警告，這是由于透鏡的球面很容易擴展。