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Lumerical & SPEOS 理想光柵模擬

Lumerical & SPEOS 理想光柵模擬

AR光波導工作流

透過SPEOS進行光路概念設計後,使用Lumerical設計理想光柵並反覆導回SPEOS驗證及調整光路。接著在Lumerical中建立真實光柵結構,並將光路與光柵導入Zemax。借助Zemax與Lumerical的連動功能(2023),進行優化及成像分析,最終再將優化結果導回SPEOS模擬視覺效果。

Lumerical理想光柵設定

透過腳本建立Lumerical的理想光柵,可參考ANSYS提供的1D與2D光柵範例文件。利用腳本中的語法參數,如折射率、K座標向量、穿透反射比率、階次的分配比例等,來建構所需的理想光柵。

Lumerical也提供了相應腳本,將理想光柵的數值轉換為SPEOS格式(.json)檔案,從數據比對可以看出轉換後結果符合預期,證實等向描述衍射行為。

SPEOS理想光柵設定

SPEOS 中Granting surface功能可以模擬光柵材料,但設定複雜,需要注意Vector對位,並非易於操作。因此,在SPEOS 2022R2版本中,新增了json檔案格式,使用者可以更容易地模擬理想光柵行為。

此外,SPEOS中Texture Mapping功能不僅可以快速貼附材料特性,還能夠精確控制Granting擺放位置及光線行進方向,更有效率地進行模擬。

Py ANSYS與二次開發套件

Py ANSYS 項目是ANSYS對開源的承諾,提供 Python 庫,通過清晰、簡潔、可維護的API及接口,在 Python 生態系統中公開ANSYS技術,允許ANSYS客戶執行以下操作:

靈活的自動化:通過腳本將ANSYS提供的強大功能大眾化。

靈活分發:以無縫方式連接ANSYS和開源技術。

更廣泛的技術集成:將ANSYS物理功能與 AI/ML 輕鬆集成。

同時,SPEOS被掛載於ANSYS Spaceclaim軟體上,是一個開放平台軟體,提供豐富API,Rayteng通過SPEOS的API和ANSYS 其他軟體(如ZEMAX)的API,開發多個轉檔工具和其他SPEOS模擬及後製小程式,以便客戶更方便地使用SPEOS,也支持客戶客製化SPEOS 功能需求。

透過Python語法撰寫生成Lumerical的執行檔案,在介面選擇1D或2D理想光柵,並輸入參數,即可在背景啟動Lumerical,並將轉換成的SPEOS granting Plug-in files儲存到電腦中。