光導(dǎo)仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
光導(dǎo)仿真的實例教程
摘要
為增強和混合現(xiàn)實(AR&MR)應(yīng)用設(shè)計光導(dǎo)設(shè)備的過程中，像提供的視場(FOV)這樣的參數(shù)是主要的關(guān)注點。為了提高可達到的最大視場的極限，已經(jīng)研究了各種方法，例如在耦入器到耦出器之間傳播過程中分離視場的系統(tǒng)。一種非常流行的方法是所謂的“蝴蝶光瞳擴展”，即兩個單獨的EPE光柵區(qū)域用于視場的正負(fù)部分，這也應(yīng)用于微軟的Hololens 2。在本文檔中，我們展示了基于微軟US9791703B1專利的VirtualLab Fusion中這樣一個EPE概念的實現(xiàn)。
建模任務(wù):專利US9791703B1的方法
任務(wù)描述
光導(dǎo)元件
耦入和耦出光柵區(qū)域
目瞳擴展(EPE)區(qū)域
設(shè)計和分析工具
總結(jié)–元件
結(jié)果:系統(tǒng)中的光線
FOV: 0° × 0°
FOV: -20° × 0°
FOV：20° × 0°
VirtualLab Fusion技術(shù)
Document Information
展開 概述
目前，光導(dǎo)照明燈已廣泛應(yīng)用于汽車照明領(lǐng)域，光導(dǎo)的主要難點是導(dǎo)光條上的微結(jié)構(gòu)，通常是微棱鏡，如何設(shè)計導(dǎo)光條以符合規(guī)定，更重要的是要有良好的視覺亮度均勻性。光導(dǎo)利用光在導(dǎo)光結(jié)構(gòu)中傳輸，設(shè)計棱鏡在特定方向提取光的比例，使得光導(dǎo)線條照明外觀顯示均勻，沒有棱鏡則不能提取光從光導(dǎo)面出射，光在光導(dǎo)內(nèi)繼續(xù)傳播。當(dāng)光線以大于臨界角的角度射入物體表面時，就會在光導(dǎo)結(jié)構(gòu)內(nèi)發(fā)生全反射。
θcrit=sin?1(n2/n1)
圖1 Speos在內(nèi)飾仿真應(yīng)用
光導(dǎo)設(shè)計是添加一個光導(dǎo)齒棱鏡來提取光線，棱鏡的作用是使入射角小于臨界角，因此光在光導(dǎo)內(nèi)傳輸過程中，部分光線被提取了出來，實現(xiàn)光導(dǎo)表面出光，當(dāng)然棱鏡的光學(xué)形狀一部分取決于光導(dǎo)的造型，另一部分取決于光導(dǎo)的照明法規(guī)。
現(xiàn)在利用Speos的Light Guide光導(dǎo)設(shè)計功能，我們將創(chuàng)建一個光導(dǎo)。
Light guide光導(dǎo)創(chuàng)建
1. 打開Ansys Speos；
2. 在設(shè)計選項卡中，點擊光導(dǎo) ；
3. 在Guide Curve選項，選擇一根曲線作為導(dǎo)光體的導(dǎo)向；
4. 定義光導(dǎo)的外觀形狀，General-body選項中，選擇type設(shè)置光導(dǎo)導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，在Profile diameter設(shè)置直徑信息，例如：圓形 ，直徑設(shè)置6mm ；
5.在General-Prisms Orientation選項中，選擇棱鏡方向和光軸方向。光軸方向為光傳導(dǎo)的方向，出光方向是光線被棱鏡從導(dǎo)光體中提取出來的主要方向。
展開 
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光導(dǎo)仿真的最新內(nèi)容
：
- 錯誤報告
- 顯存峰值使用率
GPU加速–相機仿真重新平衡
光學(xué)部件設(shè)計
光導(dǎo)–混合模式下控制最大棱鏡高度(Ansys Speos)
自由曲面透鏡–銳利截止(Ansys Speos)
全內(nèi)反射透鏡–基于光軸定義(Ansys Speos)
同時修改多個參數(shù)(Ansys Speos)
OS/OL–支持多輪廓修剪(Ansys Speos)
Ansys Speos：2026 R1新功能主要在效率，傳感器/自動駕駛，結(jié)果體驗，光學(xué)設(shè)計等方面有提升，其中包括從現(xiàn)有的模擬中獲取光源/傳感器/幾何體，光線追跡動畫，光導(dǎo)在混合模式下支持控制最大棱鏡高度以及GPU運算錯誤率顯示等。
Ansys Lumerical：新版本帶來了極具突破性的功能升級。
、內(nèi)飾氛圍燈等的光導(dǎo)設(shè)計，并改善光導(dǎo)亮度的均勻性，以自動優(yōu)化設(shè)計的方式提升照明效果。
使用特殊介質(zhì)配置光柵結(jié)構(gòu)
Configuration of Grating Structures by Using Special Media
[用例]
- 使用接口配置光柵結(jié)構(gòu)
Configuration of Grating Structures by Using Interfaces
[用例]
?分析耦合光柵衍射效率
- 用于光導(dǎo)耦合光柵評估的自定義探測器
該公司開發(fā)和銷售用于物理光學(xué)建模和仿真的軟件。
玻璃是未來AR設(shè)備的關(guān)鍵組件，可以完美地將真實和數(shù)字世界融為一體。通過引入靈活的超薄玻璃技術(shù)，使得我們的產(chǎn)品開發(fā)人員能夠在新的維度進行思考。
執(zhí)行仿真
1.
定義輸入
?
應(yīng)用以下優(yōu)化工作流程來設(shè)計用于有效光導(dǎo)耦合的二元光柵
優(yōu)化工作流程
優(yōu)化任務(wù)
優(yōu)化工作流程
? 應(yīng)用以下優(yōu)化工作流程來設(shè)計用于有效光導(dǎo)耦合的二元光柵
1. 定義輸入
2. 執(zhí)行仿真
3. 計算輸出
4. 檢查目標(biāo)
5.
[Fig. 3 a)
VirtualLab Fusion的仿真結(jié)果
特定波導(dǎo)厚度的反射率
特定波導(dǎo)厚度的反射率
仿真結(jié)果來自參考文獻：
G. Quaranta, G. Basset, O. J. F. Martin, and B.
[Fig. 3 a)
VirtualLab Fusion的仿真結(jié)果
特定波導(dǎo)厚度的反射率
特定波導(dǎo)厚度的反射率
仿真結(jié)果來自參考文獻：
G. Quaranta, G. Basset, O. J. F. Martin, and B.
1.摘要
為了模擬AR和MR設(shè)備，VirtualLab Fusion 提供了光導(dǎo)組件。為了耦合，可以在光導(dǎo)的表面上定義光柵區(qū)域，并可非常靈活地對這些區(qū)域進行配置：區(qū)域的形狀、它的通道、光柵的參數(shù)和要通過系統(tǒng)跟蹤的光柵階數(shù)，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(diào)整。
