圖5：AR HUD成像畸變仿真效果圖 同時借助Speos測量工具，可精準(zhǔn)測算三大核心性能指標(biāo)： 光學(xué)效率：通過輸入光源亮度與成像像素亮度比值，計算系統(tǒng)光傳輸效率； 視場角（FOV）：利用自定義線條測量功能，直接讀取角度型傳感器視場角，或通過公式FOV=2×arctan(x/(2×f)）計算畫幅型傳感器視場； 圖6：自定義線條測量視場角 色彩均勻性：

Ansys Lumerical FDTD軟件中的超透鏡仿真。元原子顯示為外凸的柱狀結(jié)構(gòu)，其尺寸和位置各不相同 光子集成電路的光柵耦合器 另一個領(lǐng)域是共封裝光學(xué)，這是由光學(xué)元件和封裝基板上的硅組成的集成系統(tǒng)。共封裝光學(xué)器件旨在應(yīng)對現(xiàn)代電子產(chǎn)品的功耗和帶寬挑戰(zhàn)，并被視為光子集成電路開發(fā)的重要基石。一些主要應(yīng)用包括增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)、圖像傳感器和光通信等。

與凸面鏡情況類似，為了分析表面矢高形狀，從當(dāng)前矢高輪廓中移除基底半徑，以僅關(guān)注較小的制造誤差。正如預(yù)期的那樣，根據(jù)測量值，Surface Sag 圖在表面中心顯示一個谷值。 為了仔細(xì)檢查數(shù)值結(jié)果，我們可以使用 Wavefront Map 分析。

自由曲面光學(xué)的一些關(guān)鍵應(yīng)用包括： 抬頭顯示器（HUD） 望遠(yuǎn)鏡 成像系統(tǒng) 光束整形和照明應(yīng)用 汽車前照燈 紅外透鏡 AR/VR頭戴式顯示設(shè)備 衍射光學(xué) 像差波前 雖然自由曲面光學(xué)設(shè)計有時是為了優(yōu)化和改善光學(xué)系統(tǒng)的現(xiàn)狀，但如果沒有自由曲面，許多應(yīng)用將不具備商業(yè)可行性。 例如，衛(wèi)星上使用的望遠(yuǎn)鏡需要多個反射鏡來引導(dǎo)光線。

鏡頭眩光：由于系統(tǒng)內(nèi)部反射，鏡頭眩光可能會在圖像上顯示為線條或明亮的圓形光斑。這種情況常見于鏡頭對著強(qiáng)光的場景。鏡頭眩光會給駕駛輔助系統(tǒng)帶來問題，因?yàn)樵谶@種系統(tǒng)中，準(zhǔn)確的物體探測取決于同時對多個攝像頭進(jìn)行分析。 漏光：光學(xué)系統(tǒng)中的間隙和開口會讓光線進(jìn)入預(yù)期之外的地方。這種光可能來自外部光源或系統(tǒng)內(nèi)部，其會降低對比度，造成圖像偽影。

Ansys全新推出【Simulation Topics】系列專題，邀您一起探索仿真世界。本專題將以“一期一會”的形式，攜手各領(lǐng)域?qū)＜遥瑖@Ansys全產(chǎn)品線的技術(shù)優(yōu)勢，帶您深入解析流體、結(jié)構(gòu)、電子設(shè)計及電磁仿真、光學(xué)、光子學(xué)、半導(dǎo)體、自動駕駛、汽車、聲學(xué)、航空航天、材料等多個關(guān)鍵領(lǐng)域，讓復(fù)雜的專業(yè)知識觸手可及。 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）是一種將數(shù)字信息集成到現(xiàn)實(shí)世界中的沉浸式技術(shù)。

圖 4 所示結(jié)構(gòu)的放大細(xì)節(jié)，顯示了集成二極管結(jié)構(gòu)中的條紋摻雜圖案，以減少傳輸線損耗，并以絕對凈摻雜作為顏色輪廓。 在以下章節(jié)中，這些經(jīng)過工藝仿真的結(jié)構(gòu)將被導(dǎo)入 Ansys Lumerical 軟件進(jìn)行光學(xué)和電氣仿真。 根據(jù)工藝仿真結(jié)果進(jìn)行光子模擬 光子和光電子器件仿真需要特定輸入來定義模型的結(jié)構(gòu)、材料和邊界條件。

注意：由于VCSEL設(shè)計工具采用圓柱對稱性，雖然結(jié)果查看器中顯示的是笛卡爾坐標(biāo)軸名稱，但結(jié)果實(shí)際上是圓柱坐標(biāo)系的。有關(guān)笛卡爾坐標(biāo)和圓柱坐標(biāo)系之間映射的更多詳細(xì)信息，請?jiān)L問文末“VCSEL坐標(biāo)映射-Ansys Optics”。

Ansys Speos 軟件可對顯示屏背光系統(tǒng)進(jìn)行精準(zhǔn)仿真，分析亮度分布、眩光、色彩均勻性等關(guān)鍵指標(biāo)。本次研討會將詳細(xì)介紹 Ansys Speos 顯示屏背光仿真的技術(shù)方案、操作流程及實(shí)際應(yīng)用案例，誠邀行業(yè)同仁參與。

系統(tǒng)輪廓和初始光線追跡 想象一下在滿月時用望遠(yuǎn)鏡觀察一顆恒星。一些來自月球的光，盡管離軸(這里的軸被描述為從恒星到望遠(yuǎn)鏡筒頂點(diǎn)的距離)，但仍能到達(dá)望遠(yuǎn)鏡的探測平面(相機(jī))。我們需要準(zhǔn)確地確定有多少來自月球的雜散光到達(dá)探測器。 使用下面的純粹非序列的OpticStudio鏡頭文件模擬這個場景。