案例139（3.2）
1.關于公差模擬
• 公差仿真的目的是為了研究制造和對齊公差對一個光學系統(tǒng)性能的影響。
• 單參數(shù)的公差模擬沒有考慮多個不同參數(shù)之間的補償或放大效應對系統(tǒng)性能的影響。
• VirtualLab Fusion的參數(shù)運行文檔提供了幾種模式，允許對任意數(shù)量的參數(shù)進行公差分析。
2.參數(shù)變化的模式
為了在公差分析中考慮多個參數(shù)，可以使用以下方法：
• 標準：基于設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，一般需要耗費大量的計算機內存和時間。
• 隨機：蒙特卡羅模擬，即不同參數(shù)的隨機組合。如果僅僅進行幾次迭代，那么僅能夠大概的了解系統(tǒng)的特性。之后可以進行更多次的迭代來得到更有意義的結論。
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)運行實現(xiàn)。
• 這個案例使用了稍微修改過的案例LBS.001的光束整形器系統(tǒng)，應用單參數(shù)和蒙特.卡羅方法來對系統(tǒng)進行公差分析。
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4.建模任務
分析系統(tǒng)的以下公差：
5. 模擬對齊公差
• 模擬元件的對齊公差必須在Stored Function元件的Position/Orientation標題下選擇Isolated Positioning標簽并勾選Use Isolated Translation以激活公差分析功能。
• 公差值由Parameter Run進行改變。在元件對話框中的值可以忽略。
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頁面中進行激活。
• 公差值必須由Parameter Run進行改變。忽略元件對話框中的相關設置。
• 公差值1代表的是理想的刻蝕深度。
7. 單參數(shù)變化
• 激光光束半徑對光束整形系統(tǒng)的光學性能有強烈的影響。
• Usage Mode（使用模式）：選擇Standard（標準）模式以改變單個參數(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
模擬結果
• 依據于隨機參數(shù)集的SNR變化。
• 最小SNR可以通過在菜單中點擊Detectors-Minimum（Position and Value）探測圖蒙特卡羅結果中的最小值以及位置。
• 最小SNR：22.2dB
• 平均SNR：28.5dB
9. 生成的場分布
• 左圖：理想輸出強度（SNR38.1dB）
• 右圖：最低信噪比的光圖樣（SNR22.2dB）
• 將蒙特卡洛模擬結果導出到外部軟件（例如Microsoft Excel）運行進行進一步統(tǒng)計評價。
10.結論
• VirtualLab Fusion支持分析對齊公差和制造公差。
• 參數(shù)運行可以運行單參數(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性能的概述。
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