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简介 %`~+^{Wp 1M b[S{ 本文提出并演示了一种以二维光栅耦出的光瞳扩展(EPE)系统优化和公差分析的仿真方法。 /ZM
xVh0 3h$E^" 在这个工作流程中,我们将使用3个软件进行不同的工作 ,以实现优化系统的大目标。首先,我们使用 Lumerical 构建光栅模型并使用 RCWA 进行仿真。其次,我们在 OpticStudio 中构建完整的出瞳扩展系统,并动态链接到 Lumerical 以集成精确的光栅模型。最后,optiSLang 用于通过修改光栅模型来全面控制系统级优化,以实现整个出瞳扩展系统所需的光学性能。 W)'*Dcd e.^?hwl 本篇文章将分为上下两个部分。(联系我们获取文章附件) xel|,|*Yq +Jm vB6s 概述 L2_[M' _BONN6=*y 我们将首先在 Lumerical 和 OpticStudio 中构建仿真系统,它们是动态链接的。 7w]3D +43~4_Oj 然后,OpticStudio 通过 Python 节点链接到 optiSLang 进行优化,如图1所示。 zhbSiw ,N;2"$+E $|@pY| f ?:&2iW7z 图1 Lumerical 通过动态链接到 OpticStudio,OpticStudio 通过 Python 节点链接到 optiSLang,优化由 optiSLang 控制。 _s<s14+od "?kDR1=7A 如图 2 所示,EPE 系统包括两个用于耦入和耦出的光栅。耦出光栅分为几个区,如左侧所示。每个区都将经过优化,以具有不同的光栅形状。右图显示了光在 k 空间中的传播的变化情况。 KYwUkuw) i8p$wf"aW .R#-u/6g( CI\yP@DQ4 图 2 光栅布局图以及光线在K空间的传播 :I2, Mlr'h}:H 第 1 步:系统设置 (Lumerical) G
B,O ng~LCffpY 打开附件中的 ZAR 文件时,两个光栅文件会被提取到设置的路径中。第一个光栅如图 3 所示,它是耦入光栅中使用的二元光栅。该光栅是固定的,在优化过程中不会改变。 R4T@ ]l&W <lNNT6[/r nLmF5.& W /*?y & 图 3 耦入光栅结构为二元光栅。 f mJK+ w{u,YM(Q 第二个 .fsp 文件如图 4 所示,它是一个具有 7 个变量的平行四边形柱体。在优化期间,耦出中的每个区都将使用不同的变量组合集进行优化 。有关优化设置的更多信息将在优化设置部分中进行说明。 :R3iLy V;^N:I\js U&=pKbTe M,X)rM}Q 图 4 耦出光栅中的结构为平行四边形支柱。 N-t"CBTO
kM[!UOnC!< 这两个.fsp文件都是用动态链接的形式在 OpticStudio 中用于模拟完整的EPE系统。 |@d}O8 +IWf~|s 第 2 步:系统设置(OpticStudio) .t8hTlV?<B ~ ^D2]j 如图5所示,在该系统中,准直光束入射到耦入光栅上,通过波导传播,并与第二个光栅耦合。眼盒位于第二个光栅的较远部分。优化的目标是优化眼盒接收的均匀性和总功率。 cNFHbMd mXS"nd30bD XT*/aa-1' E:k]Z 图 5 初始EPE系统和眼盒辐照度。 [b& |