2. 在彈出的文件選擇界面選擇要導(dǎo)入的圖片，點擊打開
3. 選擇Data Array數(shù)據(jù)類型格式
4. 目標圖案預(yù)覽
5. 設(shè)置圖片尺寸
6. 點擊Finish完成導(dǎo)入
7. 導(dǎo)入之后的數(shù)據(jù)還需要轉(zhuǎn)換為Transmission透過率函數(shù)格式，通過菜單欄Manipulations下的Conversion功能進行數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換，先轉(zhuǎn)換為Harmonic Filed格式
8. 再轉(zhuǎn)換為Transmission格式
9. 選擇Stored Function元件，將透過率函數(shù)元件加載進去作為孔徑光闌連接到光路中使用
10.驗證光闌是否起作用，可以使用平面波經(jīng)過光闌查看光闌后面的場分布，這里未考慮衍射，可直接觀察到光闌的形貌
首先，我們將描述SOA對輸入信號功率變化的響應(yīng)。
圖1顯示了仿真中使用的系統(tǒng)布局。將連續(xù)激光器的功率參數(shù)置于掃描模式下，在-40 ~ 10 dBm范圍內(nèi)變化。
圖1.SOA系統(tǒng)布局
信號增益和前向ASE總功率隨輸入信號功率變化曲線如圖2所示。
（a）信號增益隨輸入信號功率變化曲線
（b）總ASE功率隨輸入信號功率變化曲線
圖2.（a）信號增益和（b）SOA輸出處的ASE總功率變化曲線
在第二部分中，注入電流參數(shù)從30 mA到150 mA變化。輸入信號功率保持在- 30dbm。
圖3為仿真得到的信號增益結(jié)果。
圖3.信號增益隨注入電流變化曲線
圖4.不同輸入信號功率下的噪聲譜
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建模任務(wù)
通過系統(tǒng)：三維可視化，不同F(xiàn)oV模式可以通過顏色編碼來區(qū)分。此外，可以檢查場的軌跡，以便將探測器放置在正確的位置。
可變角度橢圓偏振光譜儀（VASE）是一種常用的技術(shù)，由于其對光學參數(shù)的微小變化具有高靈敏度，而被用在許多使用薄膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，如半導(dǎo)體、光學涂層、數(shù)據(jù)存儲、平板制造等。在本用例中，我們演示了VirtualLab Fusion中的橢圓偏振分析器在二氧化硅（SiO2）涂層上的使用。對于系統(tǒng)的參數(shù)，我們參考Woollam等人的工作 "可變角度橢圓偏振光譜儀（VASE）概述。I. 基本理論和典型應(yīng)用"，并研究該方法對輕微變化的涂層厚度有多敏感。
任務(wù)描述
鍍膜樣品
橢圓偏振分析儀
總結(jié) - 組件...
橢圓偏振系數(shù)測量
橢圓偏振分析儀測量反射系數(shù)（s-和p-極化分量）的比率𝜌，并輸出相位差𝛥，以及振幅分量Ψ，根據(jù)
在VirtualLab Fusion中，復(fù)數(shù)系數(shù)𝑅p和𝑅s是通過應(yīng)用嚴格耦合波分析（RCWA），也被稱為傅里葉模態(tài)法（FMM）來計算。因此，在研究光柵樣品的情況下，這些系數(shù)也可以是特定衍射階數(shù)的瑞利系數(shù)。
橢圓偏振對小厚度變化的敏感性
為了評估橢偏儀對涂層厚度即使是非常小的變化的敏感性，對10納米厚的二氧化硅層和10.1納米厚的二氧化硅膜的結(jié)果進行了比較。即使是厚度的微小變化，1埃的差異也高于普通橢圓偏振的分辨率（0.02°為𝑇，0.1°為𝛥*）。因此，即使是涂層中的亞納米變化也可以通過橢偏儀來測量。
* 數(shù)值根據(jù)Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999)
仿真結(jié)果與參考文獻的比較
被研究的SiO2層厚度變化為1埃時，𝛹和𝛥的差異。
使用光波導(dǎo)元件對“HoloLens 1”型進行建模
本使用案例演示了一個簡單的“HoloLens- 1”型布局設(shè)備的建模，該設(shè)備具有一個能夠以32°×18°視場引導(dǎo)光線的光波導(dǎo)組件。
光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)
使用光波導(dǎo)組件及其靈活的區(qū)域定義，可以在VirtualLab Fusion中設(shè)置帶有耦合光柵的光波導(dǎo)。]]>
目前，大多數(shù)創(chuàng)新的增強和混合現(xiàn)實設(shè)備都是基于光波導(dǎo)或波導(dǎo)配置，并結(jié)合微觀結(jié)構(gòu)來耦合光的進入和輸出。VirtualLab Fusion技術(shù)能夠通過應(yīng)用我們獨特的物理光學方法對這些器件進行詳細的建模，其中包括所有感興趣的影響因素（如相干性、偏振和衍射）。我們通過建立一個簡單的“HoloLens 1”型（1D-1D出瞳放大器）布局模型來演示這種能力，該設(shè)備能夠在32°×18°的視場下引導(dǎo)光傳輸。
建模任務(wù)
光波導(dǎo)的工作原理
光波導(dǎo)使用內(nèi)部全反射(TIR)來“捕獲”光波導(dǎo)板內(nèi)的光。為此，采用光柵耦合入射和出射光，并確保滿足內(nèi)部全反射條件。
出瞳放大光柵的功能是在某一個方向上(這里是x方向)復(fù)制耦合的光瞳，以擴散出瞳，或者換句話說生成人眼觀察區(qū)域。
在這種類型的設(shè)置中，輸出耦合光柵不僅負責將光輸出耦合到觀察者，而且還負責光瞳在第二個方向(這里是y方向)的擴散。
這種分離式的光瞳擴散是“HoloLens 1”型布局的特征。
布局設(shè)計工具
為了設(shè)置這種光波導(dǎo)的橫向布局，可以使用VirtualLab的Layout Design工具（僅在光波導(dǎo)工具箱中可用）。
此使用案例的參數(shù)對應(yīng)于默認配置。
該工具根據(jù)給定的規(guī)格的入射光和人眼觀察區(qū)域提供了一個光波導(dǎo)的光學參數(shù)設(shè)置。特別注意的是，光柵區(qū)域的橫向位置和延伸以及光柵周期都是自動設(shè)置的。
定義參數(shù)后，單擊“創(chuàng)建結(jié)果”按鈕，然后會創(chuàng)建出光學參數(shù)設(shè)置和相應(yīng)的k布局圖。
查看k布局
k布局圖可以與光波導(dǎo)系統(tǒng)一起作為布局設(shè)計工具的副產(chǎn)品創(chuàng)建，也可以通過菜單中的條目獨立生成。
可以配置以下參數(shù)：
波長；
環(huán)境和平板的材料；
視場角范圍；
光柵周期和方向。
結(jié)果圖包含以下信息(在k域中)：
描述材料內(nèi)部傳播條件的圓(可用方向和k值)。
在某些光柵區(qū)域后入射光和衍射光的視場延伸、形狀和位置。
由光柵引入的視場位移的說明。
任何參數(shù)的調(diào)整都會相應(yīng)地改變圖像。
光波導(dǎo)表面布局
幾何布局顯示了第一平面表面上的3個光柵：
光柵#1：耦入光柵
光柵#2：擴散光柵
光柵#3：耦出光柵
光柵#1：輸入光柵
耦入光柵被定義在一個矩形區(qū)域內(nèi)。定義光柵區(qū)域的一般工作流程是：
1. 確定區(qū)域的形狀和直徑；
2. 選擇區(qū)域通道；
3. 定義光柵的周期和方向；
4.指定傳播級次（從正面和背面）；
5.指定透射效率和反射效率。
光柵#2：簡單多邊形區(qū)域中的擴散光柵
擴散光柵被定義在一個多邊形形狀的區(qū)域中。所需區(qū)域通道為‒//+，因此只指定照射到光柵背面的光的反射級次。
光柵#3：輸出光柵
輸出耦合光柵被定義在一個矩形區(qū)域內(nèi)。
區(qū)域通道‒/+和‒/‒需要激活負責擴散和輸出耦合的級次。
結(jié)果：三維系統(tǒng)中的光線追跡
有視場中心角度的系統(tǒng)視圖光線：
32°×18°掃描光源（9種模式，不同顏色）輸入的系統(tǒng)視圖光線：
結(jié)果：場追跡（真實顏色視圖）
結(jié)果：場跟蹤（偽顏色視圖）
橫向均勻性評價
為了評估人眼觀察區(qū)域內(nèi)的橫向均勻性，提供了均勻性檢測器，它可以在元件列表中找到（在探測器（Detectors）>評價函數(shù)（Merit Functions）>均勻性檢測器下（Uniformity Detector）。該探測器能夠研究在特定位置的特定區(qū)域（如人眼觀察區(qū)域）的橫向能量密度分布。
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在FRED中，列表形式的BSDF數(shù)據(jù)可以使用如下兩種方式。
1. 按照FRED可以識別的數(shù)據(jù)格式直接導(dǎo)入作為散射模型。
2. 使用BSDF數(shù)據(jù)擬合工具來產(chǎn)生合適的函數(shù)模型。
數(shù)據(jù)文件的格式
在FRED中能被識別的測試數(shù)據(jù)必須按照如下的規(guī)格形式。數(shù)據(jù)文件的開頭包含兩行，
第一行指明提供的數(shù)據(jù)類型，第二行是對數(shù)值做出解釋。開頭正確的格式如下：
type bsdf_data
format angles=[deg/sin] bsdf=[value/log] scale=xxx
在第二行的表頭，[]提供了可選的指標。角度值可以是極化/方位角度或方向余弦。BSDF值可以是實際的BSDF值或log(BSDF)。Scale 是BSDF數(shù)據(jù)的尺度因子。
文本文件余下的行由兩個組成，指明鏡像方向相對應(yīng)的散射數(shù)據(jù)，以及3個一組構(gòu)成的散射方向和BSDF值。正確的數(shù)據(jù)輸入格式如下：
Θspec_1 φspec_1
Θscat_1 φscat_1 BSDFscat_1
Θscat_2 φscat_2 BSDFscat_2
…
Θscat_n φscat_n BSDFscat_n
Θspec_2 φspec_2
Θscat_1 φscat_1 BSDFscat_1
Θscat_2 φscat_2 BSDFscat_2
Θscat_1 φscat_1 BSDFscat_1
Θscat_2 φscat_2 BSDFscat_2
…
Θscat_n φscat_n BSDFscat_n
…
具有鏡像0°和15°測試數(shù)據(jù)正確的格式文件的例子如下：
type bsdf_data
format angles=deg bsdf=value scale=1
0 0
-30 0 0.0003
-20 0 0.0005
-10 0 0.0015
0 0 0.1
10 0 0.0015
20 0 0.0005
30 0 0.0003
0 0 0.1
15 0
-30 0 0.0003
-20 0 0.0005
-10 0 0.0015
0 0 0.1
10 0 0.0015
20 0 0.0005
30 0 0.0003
0 0 0.1
方法1：導(dǎo)入測試數(shù)據(jù)作為散射模型
如下的步驟是導(dǎo)入格式數(shù)據(jù)作為散射模型
1. 在樹形文件夾散射文件中，右鍵在列表中選擇創(chuàng)建一個新的散射模型。
2. 在列出諸多的類型中，下拉列表選中Tabulated BSDF(Reciprocity-obeying sampled BSDF)
3. 在file框中，右鍵選擇”Replace With Data from a File.”
4.瀏覽包含散射模型的文本文檔，并點擊OK.
方法二：擬合數(shù)據(jù)到函數(shù)模型
BSDF數(shù)據(jù)擬合工具可以讀取ASCII文件的列表BSDF數(shù)據(jù)，以及擬合數(shù)據(jù)到任意的二項式或多項式散射模型。二項式和多項式散射模型具有如下的函數(shù)模型：
BSDF數(shù)據(jù)擬合工具，如下圖所示，可以通過如下方式獲取
菜單/工具/BSDF數(shù)據(jù)擬合/二項式、多項式數(shù)據(jù)擬合
兩種擬合方式可選，一個是通過制定n,m,I和I’參數(shù)擬合函數(shù)，另一個是執(zhí)行回歸擬合，結(jié)合在n,m,I和I’提供的范圍內(nèi)擬合。無論哪種方式，從擬合工具對話框得到的擬合結(jié)果都可以被用來創(chuàng)建一個新的散射模型。
模型驗證
一旦散射模型創(chuàng)建了，無論是使用上述的方法1或2，模型必須進行驗證。在樹形文件夾散射模型節(jié)點右鍵打開一個可選項：輸出詳細的摘要報告到輸出窗口，2D畫圖使用角度或β-β0,使用用戶自定義鏡像角3D畫圖。詳盡報告、2D和3D畫圖將會給出總散射。擬合最小不確定性在5%左右。]]>
(a) OLED結(jié)構(gòu)
(b) 電容計算結(jié)果
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（a） 具有二向色性材料的液晶盒結(jié)構(gòu)
（b）具有和沒有二向色性材料的透射率差異
根據(jù)集成電路的設(shè)計和功能，這種波導(dǎo)可以呈現(xiàn)為直線或曲線結(jié)構(gòu)。JCMsuite允許方便的分析直和彎曲的情況。
在項目文件中定義了數(shù)值傳播模式設(shè)置，其中設(shè)置參數(shù)AxisPositionX = -1e-6，用于設(shè)置波導(dǎo)問題的曲率。因此，將二維截面處理為圓形沿著y軸進行一個掃掠。另外y軸由AxisPositionX替換，即柱面軸的x方向位于AxisPositionX。當省略參數(shù)AxisPositionX時，AxisPositionX >Infinity情況收斂于未彎曲/筆直情況，這是積極地。計算出的1e-6曲率半徑的有效折射率為3.0189192705+0.0000001039i。與給出有效折射率為2.9854767050+0.0000000000i的筆直情況相比，有效折射率的虛部量化了沿彎曲波導(dǎo)前進時由于模態(tài)泄漏而造成的輻射損失。
下面是彎曲波導(dǎo)基模的強度和矢量場：
VirtualLab Fusion為這項任務(wù)提供了一系列強大的工具，如：可以計算基本優(yōu)化函數(shù)(如均勻性和效率)的探測器，以及沿著布局的特定區(qū)域?qū)崿F(xiàn)光柵參數(shù)平滑變化的可能性。后一種方法可大大減少優(yōu)化中自由參數(shù)的數(shù)量，同時保證靈活性。要了解更多信息，請查看下面的示例!
連續(xù)調(diào)制光柵區(qū)域光波導(dǎo)的優(yōu)化
這個案例演示了如何優(yōu)化一個光波導(dǎo)，使其在EPE和輸出耦合器區(qū)域的光柵填充系數(shù)不斷變化，以實現(xiàn)眼框中適當?shù)臋M向均勻性。
參數(shù)優(yōu)化文檔簡介
VirtualLab Fusion提供三種局部和一種全局優(yōu)化算法。這個案例介紹了相關(guān)的參數(shù)優(yōu)化文檔及其選項和設(shè)置。]]>
想要決賽觀賽的報名鏈接，請掃碼聯(lián)系我！
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