三波導疊加的RGB波導案例分析

簡介

RGB 波導是 AR 近眼顯示設備的核心光學組件，其核心需求是實現紅（620nm）、綠（550nm）、藍（450nm）三波長光的精準協同傳播，最終在眼盒內形成色彩均勻、成像清晰的合成圖像。由于不同波長光的衍射特性差異顯著，傳統設計易出現色彩偏移、傳播方向偏差等問題。OAS 光學軟件憑借幾何光學與波動光學跨尺度仿真能力，可實現從微觀光柵設計到宏觀系統性能分析的全流程覆蓋，為 RGB 波導設計提供高效解決方案。

案例設置與操作

模型構建

RGB 波導采用三層獨立波導分層設計，每層波導對應單一波長光的傳輸。每層波導沿光傳播路徑依次集成耦入光柵、轉向光柵與耦出光柵。

分層結構的優勢在于可針對不同波長單獨優化光學參數，避免多波長光在同一波導內的串擾。

參數設置

不同波長光的衍射效率對光柵周期、傾角敏感，需通過 OAS 軟件進行參數優化，選用鋸齒形透射光柵，基于 OAS 內置光柵模型庫搭建三維模型，定義入射光入射角為 0°。

光線追跡

在 OAS 軟件中搭建完整 RGB 波導系統模型，包含三波長窄帶光源（發散角≤1°）、準直透鏡組、三層波導組件及眼盒探測器，啟用非序列光線追跡功能。

三波導疊加的RGB波導模型

總結

本案例通過 OAS 軟件實現了 RGB 波導的全流程設計與仿真，其參數化建模、跨尺度分析能力有效解決了多波長光傳播一致性難題。相較于傳統設計工具，OAS 可縮短 RGB 波導設計周期，同時確保色彩性能與成像質量達標，為 AR 近眼顯示設備的研發提供了專業、高效的技術支撐。