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【VirtualLab Fusion】
2023-02-20
物理光学モデリングによるドットプロジェクターの動作原理の実証
ドットプロジェクターは、Apple社のFace IDシステムを可能にする鍵となる要素です。この光学系は通常、発光ユニットのアレイ、レンズや回折格子型ビームスプリッターで構成されます。回折格子とレンズ系は投影され、光源アレイのパターンを複数複製します。この事例では、このようなドットプロジェクター光学系を構築し、それがどのように機能するかを実証します。VirtualLab Fusionを用いて、この光学系の解析のために光線および電磁場追跡の両方を実施します。
モデリングタスク
*上記非球面レンズはZemax OpticStudio® で設計
VCSELアレイ
- モデル: マルチモードガウシアン
- (LG00、LG01)
- 波長: 1 μm
- サイズ: 400×400 μ m
- VCSEL数: 11×11
- 全発散度角: 20°
ビームスプリッター
- 周期: 6.5μm
- 回折次数: 7×7
光源モデリング
軸上VCSEL ユニットによるシミュレーション
- 軸外VCSELユニットの場合、レンズはモードの位置に応じた角度をつけて入射光をコリメートします。
- スポットパターンは角度に対して軸上のケースからシフトします。
完全なVCSEL アレイによるシミュレーション
ビームスプリッターは、検出器面上で横シフトを有するVCSE L アレイのパターンを複製します。
VirtualLab Fusion のインターフェース
VirtualLab Fusion におけるワークフロー
- マルチモード光源の設定
Basic Source Models [Tutorial Video]
- 光学素子の位置と方向の設定
LPD II: Position and Orientation [Tutorial Video]
- 光学系内の回折格子素子の設定
- パラメータランの設定
Usage of the Parameter Run Document [Use Case]
VirtualLab Fusion 技術
文書情報
| タイトル | 物理光学モデリングによるドットプロジェクターの動作原理の実証 |
| 文書コード | MISC.0077 |
| バージョン | 1.0 |
| ツールボックス | VirtualLab Fusion Basic |
| 解析に使用したVirtualLabのバージョン | VirtualLab Fusion Summer Release 2019(7.6.1.18) |
| 分類 | Application Use Case |
| 参考文献 | Design and Rigorous Analysis of Non-Paraxial Diffractive Beam Splitter Design of a High-NA Beam Splitter with 24000 Dots Random Pattern |