摘要

目前，大多數創新的增強和混合現實設備都是基于光波導配置，并結合微觀結構來耦合光的輸入和輸出。VirtualLab Fusion技術能夠通過應用我們獨特的物理光學方法對這些器件進行詳細的建模，其中包括所有感興趣的影響因素（如相干性、偏振和衍射）。我們通過建立一個簡單的“HoloLens1”型（1D-1D光瞳擴展器）布局模型來演示這種能力，該設備能夠在32°×18°的視場下引導光傳輸。

建模任務

光波導的工作原理

布局設計工具

為了設置這種光波導的橫向布局，可以使用VirtualLab的布局設計工具（僅在光波導工具箱中可用）。

此使用案例的參數對應于默認配置。

該工具根據給定的規格的入射光和眼動范圍提供了一個光波導的光學參數設置。特別注意的是，光柵區域的橫向位置和延伸以及光柵周期都是自動設置的。

定義參數后，單擊“創建結果”按鈕，然后會創建出光學參數設置和相應的k域布局圖。

查看k域設計

k域設計圖可以與光導設置一起作為布局設計工具的副產品創建，也可以通過菜單中的條目獨立生成。

可以設置以下參數：

波長；

環境和平板的材料；

視場角范圍；

光柵周期和方向。

結果圖包含以下信息(在k域中)：  

描述材料內部傳播條件的圓(可用方向和k值)。

入射光和在某些光柵區域后衍射光的延伸、形狀和位置。

由光柵引入的視場位移的說明。

任何參數的調整都會相應地改變圖像。

光波導表面設計

幾何設計展示了第一平面表面上的3個光柵：

光柵#1：耦入光柵

光柵#2：擴束光柵

光柵#3：耦出光柵

  

光柵#1：耦入光柵

光柵#2：簡單多邊形區域中的擴束光柵

 光柵#3：耦出光柵

 結果：三維系統中的光線追跡

 

結果：場追跡（全彩色視圖）

  結果：場追跡（偽彩色視圖）

橫向均勻性評價

為了評估眼動范圍內的橫向均勻性，提供了均勻性檢測器，它可以在元件樹中找到（在探測器（Detectors）>優化函數（Merit Functions）>均勻性檢測器下（Uniformity Detector）。該探測器能夠研究在特定位置的特定區域（如眼動范圍）的橫向能量密度分布。

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