Wyrowski VirtualLab 汎用電磁光学設計・評価ソフトウェア | 汎用光学シミュレータ、IFTA法による回折光学素子の設計ツール、RCWA法による回折格子・フォトニック結晶の解析ツール、LED 用ビーム整形素子設計ツール、レーザー共振器解析ツール

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Illumination Systems Design - 照明光学系設計

LED 光とエキシマ レーザー光の均一化と整形

VirtualLab Fusion ではレーザー光とLED光を整形、分岐、拡散、均一化する照明光学系を設計とシミュレーションをすることが可能です。このソフトウェア パッケージの特徴は、レンズ アレイ、回折光学素子、グレーティング セルズ アレイ、ミラー セルズ アレイ、プリズム セルズ アレイの使用にあります。VirtualLab で設計した素子の製造データは、STL や GDSII などのいくつかの形式でエクスポートが可能です。高速な物理光学シミュレーションと最適化アルゴリズムにより、これらの光学素子の設計が可能です。設計では回折、干渉、偏光、コヒーレンス度を考慮します。

アプリケーション

  • LED 光の均一化と整形
    マイクロ レンズ アレイ、回折型ディフューザー、グレーティング セルズ アレイ、マイクロ プリズム セルズ アレイ、マイクロ ミラー セルズ アレイ
  • 決定論的散乱
    表面散乱、体積散乱、実表面と屈折率変調
  • パターン生成
    レーザー光と LED 光の表示灯、ロゴ

照明光学系設計パッケージのアプリケーションと必要なVirtualLabFusionのToolbox

Features and VirtualLab Toolboxes Starter
Toolbox
Grating
Toolbox
DiffranctiveOptics
Toolbox
Lighting
Toolbox
LED光の均一化と整形
決定散乱 - -
パターン生成

上の表では各アプリケーションに対してどの Toolbox の使用が推奨されるかを示しています。詳細については、こちらよりお問い合わせください。

詳細な情報は Starter ToolboxDiffractive Optics ToolboxGrating Toolbox のページでご確認いただけます。

必要な Toolbox についてのより詳細なご案内はこちらからご確認いただけます。

赤色 LED を照射した回折型ディフューザーで生成された地平線パターン

均一化のコンセプト

VirtualLab 光の均一化と整形は微小光学素子によって実現することができます。例として、以下のような素子が挙げられます。

  • マイクロ レンズ アレイ
  • 回折型ディフューザー
  • 計算機創生ホログラム
  • 位相板
  • セルズ アレイ

光学シミュレーションと設計は以下を含みます。

  • 回折
  • 干渉
  • 空間的、時間的コヒーレンス度
  • 収差
  • 偏光
  • 強度
白色 LED 光をアクロマート整形する
ミラー セルズ アレイの 3D 表面

メリット

照明光学系で微小光学素子を利用することには以下のメリットがあります。

  • LED 光とエキシマ レーザー光の均一化と整形
  • 任意の 2D 光パターンの生成
  • 光源の放射特性のばらつきに対して低感度
  • 照明光学系のコンパクト化
グレーティング セルズ アレイを含む
照明光学系の
光線追跡シミュレーション

マイクロ レンズ アレイ

フライ アイ コンデンサーとしても知られるマイクロ レンズ アレイは LED 光とエキシマ レーザー光の均一化のために様々な光学系で使用されます。マイクロ レンズ アレイには以下のような光学特性があります。

  • レンズのアパーチャーと面によって決まる光の強度分布の整形
  • 円形、矩形、六角形の配光分布の生成への使用
  • 一般的な 2D 光パターンの生成が可能
  • 単色、白色光の整形
六角形の均一な光パターンの生成が可能な、六角形のレンズ アレイ

回折型ディフューザー

位相板や計算機創生ホログラムとしても知られる回折型ディフューザーは、計算機で最適化された面プロファイルを有する散乱素子です。回折型ディフューザーには以下のような光学特性があります。

  • ディフューザーは、ターゲット(平)面において、多数の重なり点(回折次数)を生成します
  • 任意の 2D 光パターンの生成
  • 単色 LED もしくはエキシマ レーザーのみ
4段階の高さから成る
回折型ディフューザーの表面形状

セルズ アレイ

グレーティング セルズ アレイ、プリズム セルズ アレイ、ミラー セルズ アレイはターゲット面の特定の場所に光を偏向させる小さな矩形のセルで構成されています。セルズ アレイには以下のような光学特性があります。

  • グレーティング、マイクロ プリズム、マイクロ ミラーの傾きと周期で制御されるターゲット面への光の偏向
  • セルのアパーチャーによる回折に依存する光学的分解能
  • 任意の2D光パターンの生成
  • 単色、白色光に対する使用可能
LightTrans社で設計した
グレーティング セルズ アレイの
SEM イメージ