AR/MR設備的案例
[VirtualLab Fusion ]光柵區域衍射級數和效率的規范
1.摘要
為了模擬AR和MR設備，VirtualLab Fusion 提供了光導組件。為了耦合，可以在光導的表面上定義光柵區域，并可非常靈活地對這些區域進行配置：區域的形狀、它的通道、光柵的參數和要通過系統跟蹤的光柵階數，以及用于模擬光與光柵相互作用的方法。光柵可由用戶隨意調整。在這個用例中，我們專注于光柵相關方面的配置：選擇要模擬的光柵級次以及其確定效率的不同機制（理想化或嚴格化）。
2.建模任務
3.系統計算
4.區域定義
5.選擇光柵級次和仿真
光柵階定義
理想和真實光柵的效率設置
1.理想光柵效率設置
所有級次的光柵效率設置
2.可編程效率設置
所有級次的光柵效率設置
?效率的可編程選項使用與恒定選項相同的假設（參見前文），以便根據效率值建立矢量行為。
?然而，可編程模式使用戶可以更靈活地分配效率值，該值取決于其他系統參數，如波長、入射平面波方向和其他用戶定義的全局參數。
?編輯按鈕打開源代碼編輯器以輸入相應的代碼片段。它還帶有一個有效性指示器和其他選項卡，例如，可以聲明附加參數（以多種數據格式）以供后續在代碼中使用。
3.實際光柵效率設置
?在對真實光柵運行一次模擬后，關于該光柵如何變換輸入場的計算信息會自動存儲在查找表 (LUT) 中，因此不必重復相同的（可能在數值上成本高昂）模擬。
?如果任何可能影響光柵響應的系統參數被修改（波長、平面波方向），當再次運行模擬時，新信息會添加到 LUT。
展開 VirtualLab Fusion：光柵區域衍射級數和效率的規范
摘要
為了模擬AR和MR設備，VirtualLab Fusion 提供了光導組件。為了耦合，可以在光導的表面上定義光柵區域，并可非常靈活地對這些區域進行配置：區域的形狀、它的通道、光柵的參數和要通過系統跟蹤的光柵階數，以及用于模擬光與光柵相互作用的方法。光柵可由用戶隨意調整。在這個用例中，我們專注于光柵相關方面的配置：選擇要模擬的光柵級次以及其確定效率的不同機制（理想化或嚴格化）。
2. 建模任務
3. 系統計算
4. 區域定義
5. 選擇光柵級次和仿真
光柵階定義
理想和真實光柵的效率設置
1. 理想光柵效率設置
所有級次的光柵效率設置
2. 可編程效率設置
所有級次的光柵效率設置
□ 效率的可編程選項使用與恒定選項相同的假設（參見前文），以便根據效率值建立矢量行為。
□ 然而，可編程模式使用戶可以更靈活地分配效率值，該值取決于其他系統參數，如波長、入射平面波方向和其他用戶定義的全局參數。
□ 編輯按鈕打開源代碼編輯器以輸入相應的代碼片段。它還帶有一個有效性指示器和其他選項卡，例如，可以聲明附加參數（以多種數據格式）以供后續在代碼中使用。
3. 實際光柵效率設置
□ 在對真實光柵運行一次模擬后，關于該光柵如何變換輸入場的計算信息會自動存儲在查找表 (LUT) 中，因此不必重復相同的（可能在數值上成本高昂）模擬。
□ 如果任何可能影響光柵響應的系統參數被修改（波長、平面波方向），當再次運行模擬時，新信息會添加到 LUT。
展開 VirtualLab：二維周期光柵結構（菱形）光波導的應用
摘要
如今，大多數創新的AR&MR設備都是基于光波導或波導系統，結合微結構來耦合光的輸入和輸出。VirtualLab Fusion能夠通過應用我們獨特的物理光學方法對此類設備進行詳細建模，包括所有效應（例如相干、偏振和衍射）。我們通過對專利WO2018/178626中提到的設備進行建模來證明這一能力，該設備由復雜的一維和二維菱形光柵結構組成。
建模任務：專利WO2018/178626
任務描述
光波導元件
使用光波導組件，可以輕松定義具有復雜形狀區域的系統。此外，這些區域可以配備理想的或真實的光柵結構，以充當入射耦合器、出耦合器或出瞳擴展器。
光波導結構
使用光波導組件，可以輕松定義具有復雜形狀區域的系統。此外，這些區域可以配備理想的或真實的光柵結構，以充當入射耦合器、出耦合器或出瞳擴展器。
光柵#1:一維傾斜周期光柵
幾何布局展示了2個光柵：
?光柵1耦合器：層狀（一維周期性），例如傾斜光柵
?光柵2 EPE和輸出耦合器：交叉光柵（二維周期，非正交）
光柵#2：具有菱形輪廓的二維周期光柵
使用內置調制介質的具有傾斜脊的一維周期光柵結構。
可用參數：
?周期：400納米
?z方向延伸（沿z軸的調制深度）：400nm
?填充系數（非平行情況下底部或頂部）：50%
?傾斜角度：40o
總結—元件
具有非正交二維周期的菱形（菱形）光柵結構，通過定制接口實現。
展開 VirtualLab：二維周期光柵結構（菱形）光波導的應用
摘要
如今，大多數創新的AR&MR設備都是基于光波導或波導系統，結合微結構來耦合光的輸入和輸出。VirtualLab Fusion能夠通過應用我們獨特的物理光學方法對此類設備進行詳細建模，包括所有效應（例如相干、偏振和衍射）。我們通過對專利WO2018/178626中提到的設備進行建模來證明這一能力，該設備由復雜的一維和二維菱形光柵結構組成。
建模任務：專利WO2018/178626
任務描述
光波導元件
使用光波導組件，可以輕松定義具有復雜形狀區域的系統。此外，這些區域可以配備理想的或真實的光柵結構，以充當入射耦合器、出耦合器或出瞳擴展器。
光波導結構
使用光波導組件，可以輕松定義具有復雜形狀區域的系統。此外，這些區域可以配備理想的或真實的光柵結構，以充當入射耦合器、出耦合器或出瞳擴展器。
光柵#1:一維傾斜周期光柵
幾何布局展示了2個光柵：
?光柵1耦合器：層狀（一維周期性），例如傾斜光柵
?光柵2 EPE和輸出耦合器：交叉光柵（二維周期，非正交）
光柵#2：具有菱形輪廓的二維周期光柵
使用內置調制介質的具有傾斜脊的一維周期光柵結構。
可用參數：
?周期：400納米
?z方向延伸（沿z軸的調制深度）：400nm
?填充系數（非平行情況下底部或頂部）：50%
?傾斜角度：40o
總結—元件
具有非正交二維周期的菱形（菱形）光柵結構，通過定制接口實現。
展開 
VirtualLab：二維周期光柵結構（菱形）光波導的應用
摘要
如今，大多數創新的AR&MR設備都是基于光波導或波導系統，結合微結構來耦合光的輸入和輸出。VirtualLab Fusion能夠通過應用我們獨特的物理光學方法對此類設備進行詳細建模，包括所有效應（例如相干、偏振和衍射）。我們通過對專利WO2018/178626中提到的設備進行建模來證明這一能力，該設備由復雜的一維和二維菱形光柵結構組成。
建模任務：專利WO2018/178626
任務描述
光波導元件
使用光波導組件，可以輕松定義具有復雜形狀區域的系統。此外，這些區域可以配備理想的或真實的光柵結構，以充當入射耦合器、出耦合器或出瞳擴展器。
光波導結構
使用光波導組件，可以輕松定義具有復雜形狀區域的系統。此外，這些區域可以配備理想的或真實的光柵結構，以充當入射耦合器、出耦合器或出瞳擴展器。
光柵#1:一維傾斜周期光柵
幾何布局展示了2個光柵：
?光柵1耦合器：層狀（一維周期性），例如傾斜光柵
?光柵2 EPE和輸出耦合器：交叉光柵（二維周期，非正交）
光柵#2：具有菱形輪廓的二維周期光柵
使用內置調制介質的具有傾斜脊的一維周期光柵結構。
可用參數：
?周期：400納米
?z方向延伸（沿z軸的調制深度）：400nm
?填充系數（非平行情況下底部或頂部）：50%
?傾斜角度：40o
總結—元件
具有非正交二維周期的菱形（菱形）光柵結構，通過定制接口實現。
展開 VirtualLab：光波導應用中的真實光柵效應
因此，這些光柵在效率和均勻性方面的設計是 AR/MR 設備設計過程中的主要挑戰之一。VirtualLab Fusion 為光學設計師提供了各種不同的工具來研究光柵特性，并提供了一種將設計的光柵結構應用到光導表面的簡單方法。這可以對整個設備進行詳細的模擬，包括所有相關的影響，如偏振和相干性。
模擬使用 1D-1D 出瞳擴展和真實光柵的光波導
研究真實光柵對光導效率和均勻性的影響至關重要。此用例顯示了一個示例：其中傾斜光柵作為輸入耦合器，二元表面形貌光柵作為 EPE 和輸出耦合器。
如何設置具有真實光柵結構的光導
此用例演示如何將先前設計的真實光柵結構導入光導組件，并解釋查找表的作用和處理。
展開 【VirtualLab】對使用1D-1D出瞳擴展和真實光柵的光波導進行模擬
摘要
隨著增強和混合現實 (AR & MR) 領域新應用的開發，光導系統的使用越來越受到關注。 為了將光從光源引導到預期的眼盒，使用了具有分離的 1D-1D 瞳孔擴展和不同類型的表面形貌光柵的配置。 因此，這些光柵在效率和均勻性方面的設計是 AR/MR 設備設計過程中的主要挑戰之一。在這個用例中，我們演示了如何在 VirtualLab Fusion 中包含真實的光柵結構，從最初的光柵設計到在光導表面上的應用。
任務描述
系統構建塊 – 光導組件
系統構建塊 – 組件
系統構建塊 – 通道配置
總結 – 組件…
仿真結果
參考 – 理想情況
結果 – 配置 A
結果 – 配置 B
孔徑效應
眼盒中的偏振效應
文件信息
VirtualLab Fusion技術
展開 VirtualLab Fusion：對使用1D-1D出瞳擴展和真實光柵的光波導進行模擬
摘要
隨著增強和混合現實 (AR & MR) 領域新應用的開發，光導系統的使用越來越受到關注。為了將光從光源引導到預期的眼盒，使用了具有分離的 1D-1D 瞳孔擴展和不同類型的表面形貌光柵的配置。因此，這些光柵在效率和均勻性方面的設計是 AR/MR 設備設計過程中的主要挑戰之一。在這個用例中，我們演示了如何在 VirtualLab Fusion 中包含真實的光柵結構，從最初的光柵設計到在光導表面上的應用。
任務描述
系統構建塊 – 光導組件
系統構建塊 – 組件
系統構建塊 – 通道配置
總結 – 組件…
仿真結果
參考 – 理想情況
結果 – 配置 A
結果 – 配置 B
孔徑效應
眼盒中的偏振效應
文件信息
VirtualLab Fusion技術
展開 對使用1D-1D出瞳擴展和真實光柵的光波導進行模擬
摘要
隨著增強和混合現實 (AR & MR) 領域新應用的開發，光導系統的使用越來越受到關注。為了將光從光源引導到預期的眼盒，使用了具有分離的 1D-1D 瞳孔擴展和不同類型的表面形貌光柵的配置。因此，這些光柵在效率和均勻性方面的設計是 AR/MR 設備設計過程中的主要挑戰之一。在這個用例中，我們演示了如何在 VirtualLab Fusion 中包含真實的光柵結構，從最初的光柵設計到在光導表面上的應用。
任務描述
系統構建塊 – 光導組件
系統構建塊 – 組件
系統構建塊 – 通道配置
總結 – 組件…
仿真結果
參考 – 理想情況
結果 – 配置 A
結果 – 配置 B
孔徑效應
眼盒中的偏振效應
文件信息
VirtualLab Fusion技術
展開 AR和MR光波導器件耦合光柵的優化
在之前的通訊中，我們強調了分析基于光波導的增強和混合現實(AR & MR)設備的一些挑戰。
本周，我們將繼續深入討論這個話題，看看光波導系統耦合光柵的優化。由于它們的尺寸小和自由參數很多的特點，這些任務眾所周知地極具挑戰性。 快速物理光學軟件VirtualLab Fusion通過其波導工具箱提供了一系列方便的工具，可在設計過程中幫助光學工程師。例如用于光柵結構配置的用戶友好的工作流程，用于光柵分析的嚴格傅里葉模態算法(FMM)，以及參數優化方法和一些針對光波導的系統設計方法。 在下面的例子中，您可以看到這些工具中的一些發揮作用：
連續調制光柵區域光波導的優化
本例演示了如何通過EPE和外耦合器區域連續變化的光柵占空因子來優化光波導，以實現眼動范圍內足夠的橫向均勻性。
單入射方向光波導耦合光柵的優化
我們演示了針對特定入射方向優化矩形光柵的設計流程，以獲得特定衍射級次的最大效率。
展開 VirtualLab：AR和MR光波導器件耦合光柵的優化
在上周的通訊中，我們強調了分析基于光波導的增強和混合現實(AR & MR)設備的一些挑戰。我們將繼續深入討論這個話題，看看光波導系統耦合光柵的優化。由于它們的尺寸小和自由參數很多的特點，這些任務眾所周知地極具挑戰性。
快速物理光學軟件VirtualLab Fusion通過其波導工具箱提供了一系列方便的工具，可在設計過程中幫助光學工程師。例如用于光柵結構配置的用戶友好的工作流程，用于光柵分析的嚴格傅里葉模態算法(FMM)，以及參數優化方法和一些針對光波導的系統設計方法。
在下面的例子中，您可以看到這些工具中的一些發揮作用：
連續調制光柵區域光波導的優化
本例演示了如何通過EPE和外耦合器區域連續變化的光柵占空因子來優化光波導，以實現眼動范圍內足夠的橫向均勻性。
單入射方向光波導耦合光柵的優化
我們演示了針對特定入射方向優化矩形光柵的設計流程，以獲得特定衍射級次的最大效率。
展開 
AR和MR光波導器件耦合光柵的優化
在上周的通訊中，我們強調了分析基于光波導的增強和混合現實(AR & MR)設備的一些挑戰。
連續調制光柵區域光波導的優化
我們演示了針對特定入射方向優化矩形光柵的設計流程，以獲得特定衍射級次的最大效率。
Soft Epi和Sundiode宣布聯合開發僅采用InGaN材料的紅綠藍三色堆疊型晶圓
他們認為，這種單片式RGB堆疊型外延晶圓的成功開發具有重要意義，它確保了一項重要的基礎技術，可用于AR和MR以及HUD設備用高分辨率微型顯示器的制造。
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