VirtualLab Fusion高速物理光学仿真软件

VirtualLab Fusion⸺快速、精准、灵活的多元化仿真平台 。

软件的仿真原理

通过连接各种场求解器以实现高速物理光学建模

VirtualLab Fusion 解决方案

• VirtualLab Fusion不断增加的突破性技术，包括但不限于以下解决方案:
• 透镜系统 
• 激光系统和飞秒/阿秒脉冲 
• 光纤耦合 
• 衍射光学 
• 光栅& 超表面 
• 微透镜阵列 
• 扩散片和DOE 
• AR / VR / XR眼镜 
• 散射 
• 干涉

功能特性

VirtualLab Fusion多元化仿真平台包括交互性仿真技术，如几何传播方法，分层介质的S矩阵及在曲面上的局部平面近似算法， 傅里叶模态方法(FMM)，具有完美匹配层的非周期算法（FMM+PML），Mie，Rk-BPM，薄元近似，Rayleigh-Sommerfeld积分、 Debye积分和远场积分的快速实现，更多的技术正在稳步增加中。

1.集成多种交互性的仿真技术，包括从几何光学到严格的电磁求解器; 

2.集成多种局域、全局优化算法，灵活支持多种场景下的优化任务; 

3.基于迭代傅里叶变换算法，设计和优化各类相位型衍射光学元件，如整形器、分束器以及扩散器等; 

4.支持光波导整体系统优化功能，可以对光波导进行基于光栅结构的实时优化，根据定义的评价函数优化光栅结构参数; 

5.能够针对相位衍射元件进行结构设计，并导出加工所需的格式，如GDSII、Bitmap以及ASCII、STL等; 

6.可导出多种格式结构，如GDSII、STL、IGES、ASCII、Bitmap等; 

7.具有跨平台联合仿真优化功能，可以与 Python建立链接; 

8.可基于C#语言进行二次开发; 

9.支持分布式以加快计算。 

应用领域

VirtualLab Fusion能够实现多元化光学仿真平台的建模和仿 真，已广泛的应用于高校、研究所以及各知名光学企业。其主要应用 领域如下：

1.光束整形

VirtualLab Fusion能够使用自由曲面，衍射光束分束器与图案生成器，扩散器和常规阵列微光学元件（包括但不局限于微透镜阵列）实现光束整形。

多种结构参数设置

基于 VCSEL 阵列的点阵投影仪的人脸识别系统

2.光学测量

多元化光学仿真平台，对干涉仪、光谱仪和传统式或结构照明式显微镜的成像质量与分辨率限制进行全面的研究。

对包含光栅的车尼尔-特纳系统进行分析

3.微纳光栅

通过多元化光学仿真平台，可以对1D和2D微纳光栅进行严格的电磁分析，获得相应的近场、衍射级次以及衍射效率，同时能够对 光栅进行优化，以获得所需要光栅结构参数并集成到整个光学系统中进行分析。

超光栅结构的设计和优化

4.成像系统

通过多元化光学仿真平台，实现透镜系统建模。提供对包含鬼像和部分相干性的系统的可靠的PSF / MTF评估。系统中可以包含 光栅，全息光学元件以及衍射透镜。

基于高NA物镜对微结构晶圆进行成像检测

5.激光系统

多元化光学仿真平台可以有效地实现对激光光源、衍射、干涉、偏振的建模，并且可以使用任意感兴趣的光束参数。

激光扫描系统的建模和仿真

6.虚拟和混合现实

针对AR,VR以及MR应用，VirtualLab Fusion为用户提供了多通道波导成像系统的非序列建模技术，建模过程中能够对波前差、能流以及PSF/MTF进行评估。

光波导全视场角光线追迹

7.分布式计算

通过结合并行化算法与多核计算机，可以进一步提高仿真速度。在VirtualLab Fusion中，大多数仿真算法支持并行处理，且能 受益于多核计算机。

用例展示⸺    AR波导的测试成像仿真  

                             分布式计算工具箱      

8.VirtualLab Optimization光学系统优化平台

VirtualLab Optimization是一款与VirtualLab Fusion光学仿真软件搭配使用的光学系统优化平台。该平台可以实现与VirtualLab Fusion软件的无缝对接，在VirtualLab Fusion软件的光学系统构建和仿真分析能力的基础上，进一步提供可变参数配置、仿真结果实时获取、高复杂度评价函数定义等功能，借助平台内嵌的优化算法实现光学系统的参数优化。
VirtualLab Optimization的核心功能包括：
1. 基于VirtualLab Fusion所设计的光学系统，完成优化相关的可变参数与评价函数定义，并调用VirtualLab Fusion软件自动完成仿真迭代，实现参数优化；
2. 集成多种局域、全局优化算法，灵活支持多种场景下的优化任务；
3. 支持优化过程可视化，以及优化过程信息后处理与可视化；
4. 拓展VirtualLab Fusion软件的多重配置能力，进一步提升生产力。

配置需优化参数

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