在本示例中，我們使用 RCWA 求解器設(shè)計(jì)了一個(gè)斜面浮雕光柵 (SRG)，它將用于將光線耦合到單色增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) (AR) 系統(tǒng)的波導(dǎo)中。光柵的幾何形狀經(jīng)過優(yōu)化，可將正常入射光導(dǎo)入-1 光柵階次。 ykl./uY'  
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然后我們將光柵特性導(dǎo)出為 Lumerical Sub-Wavelength Model (LSWM) JSON 格式，以便在 Speos 的系統(tǒng)級(jí)仿真中對(duì) SRG 進(jìn)行建模（請(qǐng)參閱 "Augmented Reality Optical System”) _V6;`{$WK  
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概述 ~b8U#'KD  
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SRG 幾何圖形根據(jù)其傾斜角度、填充因子和高度進(jìn)行參數(shù)化，如下所示： dB_\0?jJ-  
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光柵和基板的折射率為1.8。光柵被空氣包圍。周期固定在 393 nm。 wvJm)Mj+  
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對(duì)光柵進(jìn)行優(yōu)化，以將波長為 550 nm 的光傳輸?shù)?-1 光柵階次。RCWA 求解器用于SRG的優(yōu)化和完整的特性描述，具體包含定義仿真參數(shù)和運(yùn)行仿真這兩個(gè)步驟。 J9I!d.U  
uGc}^a2  
第 1 步：耦合光柵的優(yōu)化 SMqJMirR  
使用內(nèi)置的粒子群優(yōu)化（PSO）實(shí)用程序，優(yōu)化SRG的傾斜角、填充因子和光柵高度，以最大限度地提高在法向入射時(shí) 550 nm波長下S偏振的透射率。 kP6g0,\|a|  
第 2 步：完整特性描述和數(shù)據(jù)導(dǎo)出 Jh M.P9  
光柵優(yōu)化是使用來自光柵上方的正常入射光進(jìn)行的。但是，一旦選擇了優(yōu)化的幾何結(jié)構(gòu)，就必須針對(duì)光線追蹤仿真中預(yù)期的入射角范圍以及前進(jìn)和后退方向計(jì)算完整的光柵特性。然后將結(jié)果導(dǎo)出到一個(gè) JSON 文件，該文件可以使用腳本在 Speos 或 Zemax 中使用。 398}a!XM  
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運(yùn)行和結(jié)果 7qgHH p  
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第 1 步：優(yōu)化 SRG 幾何結(jié)構(gòu) E;D9S  
1.打開并運(yùn)行模擬文件 ar_srg.fsp 。 ~;il{ym  
2.右鍵單擊“grating_orders”結(jié)果，然后選擇“ 新建可視化工具 >可視化 ”。 cL<  
3.單擊并拖動(dòng)繪圖以放大“Ts_grating”結(jié)果（綠線）。 6/.-V1*O  
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AGi  
這些結(jié)果表明，初始設(shè)計(jì)將大約56%的正常入射S偏振光引導(dǎo)到-1光柵階次�，F(xiàn)在，我們將使用優(yōu)化實(shí)用程序優(yōu)化 光柵幾何結(jié)構(gòu)以增加此值。 ?J6J#{LRd  
J03yFT,dF  
5.在“優(yōu)化和掃描”窗口中運(yùn)行優(yōu)化對(duì)象“optimization”。 0j7\.aaK  
6.優(yōu)化完成后，通過右鍵單擊“優(yōu)化”對(duì)象并選擇“應(yīng)用最佳解決方案”來應(yīng)用最佳 幾何圖形。 >=6tfLQ  
/V2^/`&;a  
“優(yōu)化”對(duì)象將優(yōu)化 SRG 的傾斜角度、填充因子和光柵高度，這些被定義為“slanted_grating” 結(jié)構(gòu)組 的參數(shù)。傳輸?shù)?S 偏振的 -1 光柵階次中的功率用作品質(zhì)因數(shù) （FOM），如“優(yōu)化”對(duì)象的 FOM 腳本中定義。結(jié)果如下所示： *hAq]VC})  
#r#UO  
~WehG<p v[  
在優(yōu)化幾何結(jié)構(gòu)下，-1光柵階數(shù)的衍射效率約為94.7%。 qL,!
 
請(qǐng)注意，這種類型的光柵可以具有此FOM的多個(gè)局部最大值[1]。雖然內(nèi)置的PSO工具是一種方便的快速優(yōu)化方法，但可以使用更高級(jí)的優(yōu)化方法來充分探索參數(shù)空間。有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱進(jìn)一步使用模型部分。 C{-e(G`Yd  
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第 2 步：完整特性描述和數(shù)據(jù)導(dǎo)出 4mQ:i7~  
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Vy1WiY  
1.在同一模擬文件中，為“RCWA”對(duì)象設(shè)置以下屬性： FJp~8 x=  
·傳播方向 ：兩者 l`~*"4|/  
·入射角 ：范圍 vv"_u=H  
·最小θ ：0 *s S7^OZ*  
·最大θ ：85 *Jmy:C<>  
·θ點(diǎn) ：18 R4]t
D|  
·最小 phi ：0 z6A
rSLlZ  
·最大 phi ：360 vtv|H  
·PHI點(diǎn) 數(shù) ：37 xWU0Ev)4U  
2.通過單擊工具欄中的“運(yùn)行”按鈕來運(yùn)行 RCWA 模擬。 /F4rbL^:  
3.運(yùn)行腳本 LSWM_JSON_export.lsf 。 @i$9c)D  
loLQ@?E  
在此步驟中，針對(duì)前向和后向的指定入射角范圍計(jì)算優(yōu)化 SRG的S參數(shù)。然后將這些結(jié)果導(dǎo)出為適合使用腳本文件導(dǎo)入Speos或Zemax的LSWM JSON格式。 +I;b,p  
1ePZs$   
使用參數(shù)更新模型 b{b2L.