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性能的影響。
• 單參數的公差模擬沒有考慮多個不同參數之間的補償或放大效應對系統性能的影響。
• VirtualLab Fusion的參數運行文檔提供了幾種模式，允許對任意數量的參數進行公差分析。
2.參數變化的模式
為了在公差分析中考慮多個參數，可以使用以下方法：
• 標準：基于設置的起始值和終止值，所以指定的參數以相同的步數進行線性的變化。
• 編程：該模式允許任意形式的參數變化。
• 掃描：系統性檢查并生成所有的參數組合，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的參數運行實現。
• 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，應用單參數和蒙特.卡羅方法來對系統進行公差分析。
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4.建模任務
分析系統的以下公差：
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. 單參數變化
• 激光光束半徑對光束整形系統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。
• 選擇腰束半徑X作為變化的參數。
• 光束整形系統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）運行進行進一步統計評價。
10.結論
• VirtualLab Fusion支持分析對齊公差和制造公差。
• 參數運行可以運行單參數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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