案例139（3.2）
1.關(guān)于公差模擬
• 公差仿真的目的是為了研究制造和對(duì)齊公差對(duì)一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)性能的影響。
• 單參數(shù)的公差模擬沒(méi)有考慮多個(gè)不同參數(shù)之間的補(bǔ)償或放大效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)性能的影響。
• VirtualLab Fusion的參數(shù)運(yùn)行文檔提供了幾種模式，允許對(duì)任意數(shù)量的參數(shù)進(jìn)行公差分析。
2.參數(shù)變化的模式
為了在公差分析中考慮多個(gè)參數(shù)，可以使用以下方法：
• 標(biāo)準(zhǔn)：基于設(shè)置的起始值和終止值，所以指定的參數(shù)以相同的步數(shù)進(jìn)行線性的變化。
• 編程：該模式允許任意形式的參數(shù)變化。
• 掃描：系統(tǒng)性檢查并生成所有的參數(shù)組合，一般需要耗費(fèi)大量的計(jì)算機(jī)內(nèi)存和時(shí)間。
• 隨機(jī)：蒙特卡羅模擬，即不同參數(shù)的隨機(jī)組合。如果僅僅進(jìn)行幾次迭代，那么僅能夠大概的了解系統(tǒng)的特性。之后可以進(jìn)行更多次的迭代來(lái)得到更有意義的結(jié)論。
3. VirtualLab Fusion中的公差模擬
• 上面描述的所有方法都可以由VirtualLab Fusion的參數(shù)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)。
• 這個(gè)案例使用了稍微修改過(guò)的案例LBS.001的光束整形器系統(tǒng)，應(yīng)用單參數(shù)和蒙特.卡羅方法來(lái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行公差分析。
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4.建模任務(wù)
分析系統(tǒng)的以下公差：
5. 模擬對(duì)齊公差
• 模擬元件的對(duì)齊公差必須在Stored Function元件的Position/Orientation標(biāo)題下選擇Isolated Positioning標(biāo)簽并勾選Use Isolated Translation以激活公差分析功能。
• 公差值由Parameter Run進(jìn)行改變。在元件對(duì)話(huà)框中的值可以忽略。
6.模擬刻蝕深度公差
• 模擬掩膜刻蝕深度誤差必須在Stored Function元件的Function頁(yè)面中進(jìn)行激活。
• 公差值必須由Parameter Run進(jìn)行改變。忽略元件對(duì)話(huà)框中的相關(guān)設(shè)置。
• 公差值1代表的是理想的刻蝕深度。
7. 單參數(shù)變化
• 激光光束半徑對(duì)光束整形系統(tǒng)的光學(xué)性能有強(qiáng)烈的影響。
• Usage Mode（使用模式）：選擇Standard（標(biāo)準(zhǔn)）模式以改變單個(gè)參數(shù)。
• 選擇腰束半徑X作為變化的參數(shù)。
• 光束整形系統(tǒng)對(duì)激光光束半徑的變化非常的敏感。
• 信噪比（SNR）將減小到28dB。
8.蒙特卡洛模擬
模擬結(jié)果
• 依據(jù)于隨機(jī)參數(shù)集的SNR變化。
• 最小SNR可以通過(guò)在菜單中點(diǎn)擊Detectors-Minimum（Position and Value）探測(cè)圖蒙特卡羅結(jié)果中的最小值以及位置。
• 最小SNR：22.2dB
• 平均SNR：28.5dB
9. 生成的場(chǎng)分布
• 左圖：理想輸出強(qiáng)度（SNR38.1dB）
• 右圖：最低信噪比的光圖樣（SNR22.2dB）
• 將蒙特卡洛模擬結(jié)果導(dǎo)出到外部軟件（例如Microsoft Excel）運(yùn)行進(jìn)行進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)。
10.結(jié)論
• VirtualLab Fusion支持分析對(duì)齊公差和制造公差。
• 參數(shù)運(yùn)行可以運(yùn)行單參數(shù)變化和蒙特卡洛模擬。
• 蒙特卡洛模擬給出最壞和平均光學(xué)性能的概述。
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