在此工作流程中，設(shè)計(jì)人員首先在Lumerical FDTD或RCWA中模擬光柵，然后將數(shù)據(jù)導(dǎo)出到擴(kuò)展名為json的文件。在OpticStudio中，用戶可以導(dǎo)入這些數(shù)據(jù)，以精確模擬在整個(gè)宏觀系統(tǒng)中的光柵特性。
此靜態(tài)鏈接工作流需要從Lumerical生成數(shù)據(jù)并導(dǎo)入到OpticStudio中。這兩個(gè)軟件單獨(dú)工作，不需要在同一臺(tái)電腦上。要從Lumerical生成所需的數(shù)據(jù)，用戶需要Lumerical FDTD許可證。要將數(shù)據(jù)讀入OpticStudio，用戶需要Ansys Zemax OpticStudio的專業(yè)版、旗艦版或企業(yè)版許可證。請注意，此功能不支持舊版的OpticStudio。
值得一提的是，有兩個(gè)現(xiàn)有的工作流程可以在Lumerical和OpticStudio之間交換數(shù)據(jù)。一個(gè)是我們將在本文中介紹的靜態(tài)工作流。另一個(gè)是以不同方式工作的動(dòng)態(tài)工作流。這兩種工作流程具有不同的靈活性，不存在一個(gè)優(yōu)于另一個(gè)。用戶應(yīng)根據(jù)其設(shè)計(jì)案例考慮使用哪一種。
從Lumerical生成光柵數(shù)據(jù)
在此工作流程中，我們使用擴(kuò)展文件名為json的文件將光柵仿真結(jié)果從Lumerical傳遞到OpticStudio。json文件可以由組件供應(yīng)商提供，也可以由使用OpticStudio的同一用戶生成。
本文將不介紹在Lumerical中模擬和導(dǎo)出json文件的操作。
在Ansys Zemax OpticStudio中建立光柵
在OpticStudio中，要建立光柵，建議使用以下3個(gè)物體之一：Diffraction Grating、User Defined Object (DiffractionGrating.DLL)和User Defined Object (Polygon_grating.DLL)。默認(rèn)安裝文件夾中不提供Polygon_grating.DLL文件。
添加上述3個(gè)物體之一后，我們使用物體屬性...衍射選項(xiàng)卡來定義DLL插件 “l(fā)umerical-sub-wavelength-XXXXXX.dll”，其中 XXXXXX 是版本，例如“2023R1”。此DLL將光柵數(shù)據(jù)（.json）讀入 OpticStudio。請注意，光柵數(shù)據(jù)（.json）應(yīng)保存在\Document\Zemax\DLL\Diffractive\文件夾中。
下一節(jié)將介紹此DLL的參數(shù)。
Ansys Zemax OpticStudio中的參數(shù)
如果將其設(shè)置為非零，則光線在擊中表面時(shí)不會(huì)分裂。相反，光線將被隨機(jī)衍射到一個(gè)級(jí)次，如下所示。這對于一條光線多次照射衍射表面并分成太多段的情況非常有用。
測試模式
通常不使用此參數(shù)。用戶應(yīng)將其保持為零，除非需要下面描述的一些特殊用途。
當(dāng)測試模式為0時(shí)，DLL在正常模式下工作。
當(dāng)我們需要一些功能時(shí)，在此值之上增加一個(gè)值。
- +1表示DLL將導(dǎo)出日志文件到\Document\Zemax\DLL\Diffractive\lumerical-sub-wavelength.log
- +8表示DLL將在CMOS模式下工作。在此模式下，DLL認(rèn)為除T（0，0）之外的所有透射級(jí)次的衍射功率為0。T（0，0）的衍射功率由1-R計(jì)算，其中R是所有反射級(jí)次的衍射功率之和。這是專門為CMOS衍射設(shè)計(jì)的模式。對于CMOS傳感器，光永遠(yuǎn)不會(huì)“透射”，而是被硅層吸收，進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為電能。我們需要重新計(jì)算“非反射”功率來近似吸收功率并將它們歸于T（0，0）階。有關(guān)仿真CMOS的更多詳細(xì)信息將在另一篇文章中討論。
例如，如果我們將測試模式參數(shù)設(shè)置為1+8=9，則意味著需要它在CMOS模式下工作并導(dǎo)出日志文件。
隨機(jī)模式和起始/終止X/Y級(jí)次
開啟隨機(jī)模式后，建議用戶設(shè)置X Start = X Stop = Y Start = Y Stop = 0。這與 Diffraction DLL插件在OpticStudio中的工作方式有關(guān)。OpticStudio始終調(diào)用從（X Start，Y Start）到（X Stop，Y Stop）所有級(jí)次的DLL。但是，當(dāng)隨機(jī)模式打開時(shí)，DLL僅使用 （X Start，Y Start），對其他級(jí)次的所有調(diào)用都是多余的，并且會(huì)大大降低仿真速度。
另一方面，如果用戶想使用X/Y起始/終止級(jí)次，隨機(jī)模式需要為0，這意味著隨機(jī)模式已關(guān)閉。
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