VirtualLab Fusionではレーザー光学や結像光学系、照明光学系などの様々な光学系のシミュレーションを行うことが可能です。屈折 / 回折レンズ、ハイブリッド レンズ、フレネル レンズ、 GRIN レンズ、回折光学素子、ディフューザー、計算機創生ホログラム、回折格子、自由曲面を持つ素子、マイクロレンズアレイ等を含む光学系で可能です。高速で精度の高い自由空間伝搬アルゴリズムであるフィールドトレーシングを使用してシーケンシャル/ノンシーケンシャル両方の解析を行うことができます。
マイケルソンやマッハツェンダーのような干渉計モデリングのために、革新的なチャネル設定機能が搭載されています。上記以外にもVirtualLab Fusion では超短パルスやVCSEL光源のモデリング、ファイバーカップリング解析など多様なアプリケーションにご活用いただけます。
2D、3D 回折格子の厳密解析と設計
回折格子の屈折率を表現
VirtualLab Fusionは、典型的な光学セットアップのモデリング用に設計されており、設計用のパラメトリック最適化を備えています。
VirtualLab Fusion AdvancedではBasicの機能に加え、回折格子などサブ波長構造に対するFMM / RCWAによる厳密解析が可能です。
高 NA レーザーと結像光学系のシミュレーション VirtualLab Fusion Basicは回折、干渉、収差、偏光およびベクトル効果を含む近軸と非近軸レーザーおよび結像光学系の調査が可能です。レンズデータは Zemax からインポートすることができます。プログラマブルインターフェース、光源、透過率、材質、媒質、コンポーネントを使用することで光学素子をカスタマイズすることができます。このツールボックスでは、例えば、焦点領域におけるファイバーの結合効率、ビーム パラメータ、PSF、MTF、パワー密度を評価することができます。
マイクロ光学素子と回折光学素子のシミュレーション 回折レンズ、ハイブリッドレンズ、フレネルレンズ、GRIN レンズ、回折光学素子、ディフューザー、ビーム整形素子、回折ビーム スプリッター、計算機創生ホログラム、位相板とマイクロレンズアレイの光学的効果を解析することができます。光伝搬シミュレーションには回折、干渉、迷光、効率、均一性、信号対雑音比（SNR）とゼロ次光の強度を含みます。微細構造高プロファイルの測定データは、ASCII とビットマップ ファイルから VirtualLab にインポートすることができます。
超短パルスのモデリング VirtualLabではレーザー光学系を使用した超短パルスのモデリングと伝搬計算が可能です。伝播計算には、回折、干渉、収差、偏光およびベクトル効果が含まれます。パルス形状は横方向のレーザービーム位置によって視覚化することができます。
単色の LED によって描かれた回折型ディフューザーの遠視野強度パターン 時間的、空間的部分コヒーレント光の いくつかの実際の光源は、例えば LED やエキシマ レーザー、マルチモード レーザー、熱源のように、時間的、空間的部分コヒーレント光を生成します。こうした光源の実際の光の分布のコヒーレンス特性をシミュレーションに含めることができます。これはその光学的機能が回折と干渉に基づく光学系で特に重要となります。
パラメトリック最適化とパラメータ ラン パラメトリック最適化ではレーザー光学系を含む様々な光学系を最適化することができます。電磁場追跡技術と光の電磁場の表現に基づいて、VirtualLab においては最適化の問題の目標を定義するメリット関数の一連の幅広い入力として完全なベクトル結果が提供されます。また、パラメータ ランでは事前に定義された方法、あるいは、モンテカルロ シミュレーションで使用されるようなランダムな方法で自動的にパラメータを変更するための枠組みを提供しています。
カスタマイズされた面形状、光源、透過率、 プログラマブル インターフェース、光源、透過率、屈折率変調媒質では単に式を入力することにより光学素子をカスタマイズすることができます。この機能により、例えば、ユーザー定義の自由曲面の回折、屈折またはハイブリッド面形状を有する光学素子を高速にモデリングすることが可能です。
干渉計の高速シミュレーション VirtualLabに実装された高速物理光学手法は、最もよく知られたマイケルソン・マッハツェンダー・ヤングなどの干渉計高速解析のためのツールとして提供しており、干渉縞内のコヒーレンスや分散効果の調査が可能です。光学系での光線追跡も想定されており、ユーザーフレンドリーなインターフェースで2つのエンジンを容易にスイッチすることが可能です。
マイクロレンズアレイのモデリング・プログラミング イメージングや波面センシング、光の均一化など多くの用途で有用なマイクロレンズアレイを用いた光学系の解析が可能です。異なる製造方法や製造過程により、異なるパターンのマイクロレンズアレイが存在します。VirtualLab Fusion Basicでは典型的な円形、矩形開口を有するマイクロレンズアレイを組み込み機能で搭載しています。また、それ以外のパターンは Programmable Interface 機能を用いることで表現することが可能です。
2D/3D 回折格子の解析 VirtualLab Fusion Advancedは 2D/3D格子の厳密解析にフーリエモーダル法（FMM）を使用しています。厳密解析は、平面波または一般的な入射波に行うことができます。カスタマイズされた格子構造だけでなく定義済みの回折格子、例えば、正弦曲線、三角形、のこぎり波、ホログラフィック回折格子も同じようにモデリング可能です。典型的なアプリケーションは偏光子、分光用回折格子、回折型ビームスプリッター、フォトニック結晶、ファイバー結合、サブ波長格子、モスアイ構造、人工媒質、0 次光回折格子の解析です。
ピラミッド型 3D 表面格子 カスタマイズされた 2D/3D 回折格子 VirtualLab Fusion Advancedでは測定された1D/2Dの高さプロファイルをインポートすることが可能です。さらに、programmable interfaceとprogrammable mediaでは高さプロファイルまたは屈折率分布を記述する数式を入力することができます。スタックコンセプトにより均質、不均質媒質だけでなく面の連続体として回折格子を記述することができるようになります。
2D 三角形表面格子内の場 電磁場分布の評価 回折格子の用途に応じて、シミュレーション結果の様々な評価が求められます。これには、例えば、回折次数、効率、ニアフィールド、偏光、反射率、透過率、吸収率と回折格子内部の場の計算が含まれます。
3D サブ波長柱状型媒質の反射率 回折格子の公差解析と最適化 VirtualLabの強力なパラメータランを使用すると、公差の影響を調べるために単一のパラメータ、多次元を走査するパラメータ、ランダムに（モンテカルロ)パラメータを変動させるが可能です。VirtualLab ではパラメトリック最適化により、定義済みもしくはカスタマイズされた格子構造を設計することができます。
メタグレーティングの回折次数毎の最適化 メタグレーティングへの厳密解析 メタグレーティングは、従来のグレーティングと比較すると、特に非近軸の場合に利点があることが示されています。メタグレーティングはナノピラーで構築されており、VirtualLab Fusion Advancedでは、FMM / RCWAを使用してメタグレーティングの回折効率を評価します。
他Toolboxとの連携 他Toolboxで設計した素子データなどを取りこむことで、光学系全体の高精度なシミュレーションを行うことが可能です。各Toolboxを同一インターフェース上でご使用いただけますので、設計と高精度な解析をシームレスにつなぐことができます。
