光波導(dǎo)建模的案例
VirtualLab：帶有光波導(dǎo)組件的“HoloLens1”型布局建模
摘要
目前，大多數(shù)創(chuàng)新的增強(qiáng)和混合現(xiàn)實(shí)設(shè)備都是基于光波導(dǎo)配置，并結(jié)合微觀結(jié)構(gòu)來耦合光的輸入和輸出。VirtualLab Fusion技術(shù)能夠通過應(yīng)用我們獨(dú)特的物理光學(xué)方法對這些器件進(jìn)行詳細(xì)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(kuò)展器）布局模型來演示這種能力，該設(shè)備能夠在32°×18°的視場下引導(dǎo)光傳輸。
建模任務(wù)
光波導(dǎo)的工作原理
布局設(shè)計工具
為了設(shè)置這種光波導(dǎo)的橫向布局，可以使用VirtualLab的布局設(shè)計工具（僅在光波導(dǎo)工具箱中可用）。
此使用案例的參數(shù)對應(yīng)于默認(rèn)配置。
該工具根據(jù)給定的規(guī)格的入射光和眼動范圍提供了一個光波導(dǎo)的光學(xué)參數(shù)設(shè)置。特別注意的是，光柵區(qū)域的橫向位置和延伸以及光柵周期都是自動設(shè)置的。
定義參數(shù)后，單擊“創(chuàng)建結(jié)果”按鈕，然后會創(chuàng)建出光學(xué)參數(shù)設(shè)置和相應(yīng)的k域布局圖。
查看k域設(shè)計
k域設(shè)計圖可以與光導(dǎo)設(shè)置一起作為布局設(shè)計工具的副產(chǎn)品創(chuàng)建，也可以通過菜單中的條目獨(dú)立生成。
可以設(shè)置以下參數(shù)：
波長；
環(huán)境和平板的材料；
視場角范圍；
光柵周期和方向。
結(jié)果圖包含以下信息(在k域中)：
描述材料內(nèi)部傳播條件的圓(可用方向和k值)。
入射光和在某些光柵區(qū)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(shù)的調(diào)整都會相應(yīng)地改變圖像。
展開 帶有光波導(dǎo)組件的“HoloLens1”型布局建模
建模任務(wù)
目前，大多數(shù)創(chuàng)新的增強(qiáng)和混合現(xiàn)實(shí)設(shè)備都是基于光波導(dǎo)配置，并結(jié)合微觀結(jié)構(gòu)來耦合光的輸入和輸出。VirtualLab Fusion技術(shù)能夠通過應(yīng)用我們獨(dú)特的物理光學(xué)方法對這些器件進(jìn)行詳細(xì)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(kuò)展器）布局模型來演示這種能力，該設(shè)備能夠在32°×18°的視場下引導(dǎo)光傳輸。
定義參數(shù)后，單擊“創(chuàng)建結(jié)果”按鈕，然后會創(chuàng)建出光學(xué)參數(shù)設(shè)置和相應(yīng)的k域布局圖。
該工具根據(jù)給定的規(guī)格的入射光和眼動范圍提供了一個光波導(dǎo)的光學(xué)參數(shù)設(shè)置。特別注意的是，光柵區(qū)域的橫向位置和延伸以及光柵周期都是自動設(shè)置的。
此使用案例的參數(shù)對應(yīng)于默認(rèn)配置。
為了設(shè)置這種光波導(dǎo)的橫向布局，可以使用VirtualLab的布局設(shè)計工具（僅在光波導(dǎo)工具箱中可用）。
布局設(shè)計工具
由光柵引入的視場位移的說明。
入射光和在某些光柵區(qū)域后衍射光的延伸、形狀和位置。
描述材料內(nèi)部傳播條件的圓(可用方向和k值)。
結(jié)果圖包含以下信息(在k域中)：
光柵周期和方向。
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摘要
目前，大多數(shù)創(chuàng)新的增強(qiáng)和混合現(xiàn)實(shí)設(shè)備都是基于光波導(dǎo)配置，并結(jié)合微觀結(jié)構(gòu)來耦合光的輸入和輸出。VirtualLab Fusion技術(shù)能夠通過應(yīng)用我們獨(dú)特的物理光學(xué)方法對這些器件進(jìn)行詳細(xì)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(kuò)展器）布局模型來演示這種能力，該設(shè)備能夠在32°×18°的視場下引導(dǎo)光傳輸。
建模任務(wù)
光波導(dǎo)的工作原理
布局設(shè)計工具
為了設(shè)置這種光波導(dǎo)的橫向布局，可以使用VirtualLab的布局設(shè)計工具（僅在光波導(dǎo)工具箱中可用）。
此使用案例的參數(shù)對應(yīng)于默認(rèn)配置。
該工具根據(jù)給定的規(guī)格的入射光和眼動范圍提供了一個光波導(dǎo)的光學(xué)參數(shù)設(shè)置。特別注意的是，光柵區(qū)域的橫向位置和延伸以及光柵周期都是自動設(shè)置的。
定義參數(shù)后，單擊“創(chuàng)建結(jié)果”按鈕，然后會創(chuàng)建出光學(xué)參數(shù)設(shè)置和相應(yīng)的k域布局圖。
查看k域設(shè)計
k域設(shè)計圖可以與光導(dǎo)設(shè)置一起作為布局設(shè)計工具的副產(chǎn)品創(chuàng)建，也可以通過菜單中的條目獨(dú)立生成。
可以設(shè)置以下參數(shù)：
波長；
環(huán)境和平板的材料；
視場角范圍；
光柵周期和方向。
結(jié)果圖包含以下信息(在k域中)：
描述材料內(nèi)部傳播條件的圓(可用方向和k值)。
入射光和在某些光柵區(qū)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(shù)的調(diào)整都會相應(yīng)地改變圖像。
展開 VirtualLab Fusion-AR：帶有光波導(dǎo)組件的“HoloLens1”型布局建模
摘要
目前，大多數(shù)創(chuàng)新的增強(qiáng)和混合現(xiàn)實(shí)設(shè)備都是基于光波導(dǎo)配置，并結(jié)合微觀結(jié)構(gòu)來耦合光的輸入和輸出。VirtualLab Fusion技術(shù)能夠通過應(yīng)用我們獨(dú)特的物理光學(xué)方法對這些器件進(jìn)行詳細(xì)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(kuò)展器）布局模型來演示這種能力，該設(shè)備能夠在32°×18°的視場下引導(dǎo)光傳輸。
建模任務(wù)
光波導(dǎo)的工作原理
布局設(shè)計工具
為了設(shè)置這種光波導(dǎo)的橫向布局，可以使用VirtualLab的布局設(shè)計工具（僅在光波導(dǎo)工具箱中可用）。
此使用案例的參數(shù)對應(yīng)于默認(rèn)配置。
該工具根據(jù)給定的規(guī)格的入射光和眼動范圍提供了一個光波導(dǎo)的光學(xué)參數(shù)設(shè)置。特別注意的是，光柵區(qū)域的橫向位置和延伸以及光柵周期都是自動設(shè)置的。
定義參數(shù)后，單擊“創(chuàng)建結(jié)果”按鈕，然后會創(chuàng)建出光學(xué)參數(shù)設(shè)置和相應(yīng)的k域布局圖。
查看k域設(shè)計
k域設(shè)計圖可以與光導(dǎo)設(shè)置一起作為布局設(shè)計工具的副產(chǎn)品創(chuàng)建，也可以通過菜單中的條目獨(dú)立生成。
可以設(shè)置以下參數(shù)：
波長；
環(huán)境和平板的材料；
視場角范圍；
光柵周期和方向。
結(jié)果圖包含以下信息(在k域中)：
描述材料內(nèi)部傳播條件的圓(可用方向和k值)。
入射光和在某些光柵區(qū)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(shù)的調(diào)整都會相應(yīng)地改變圖像。
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光波導(dǎo)系統(tǒng)的性能研究
具有二維光瞳擴(kuò)展的復(fù)雜光波導(dǎo)系統(tǒng)
提出了一種復(fù)合光波導(dǎo)系統(tǒng)，包括二維周期出瞳擴(kuò)展器和耦出器中的傾斜光柵。評估了PSF和MTF以及橫向均勻性。
光波導(dǎo)系統(tǒng)均勻性檢測器
為了評估AR/MR器件領(lǐng)域中光波導(dǎo)系統(tǒng)的性能，眼動范圍中光分布的橫向均勻性是最關(guān)鍵的參數(shù)之一。這個用例展示了如何使用VirtualLab的一致性檢測器。
基于光波導(dǎo)的AR和MR系統(tǒng)仿真
基于微軟專利的蝴蝶出瞳擴(kuò)展光波導(dǎo)
快速物理光學(xué)軟件VirtualLab Fusion憑借其光波導(dǎo)工具箱，為光學(xué)工程師提供了所有必要的工具來處理這類設(shè)備的建模和設(shè)計。為了演示它的能力，我們在這里展示了兩個不同的模擬示例。
許多影響設(shè)備最終質(zhì)量的復(fù)雜效應(yīng)(例如，描述數(shù)字圖像的不同視場模式在眼動范圍中的均勻性有多好等關(guān)鍵方面)都源于物理光學(xué):偏振(最初是光源的偏振，以及光在設(shè)備中傳播時偏振如何變化)、相干性、衍射等。
增強(qiáng)和混合現(xiàn)實(shí)(AR & MR)系統(tǒng)的最常見設(shè)計都將光導(dǎo)設(shè)計與表面結(jié)合，包含用于耦入/出出瞳擴(kuò)展的微米和納米結(jié)構(gòu)區(qū)域(光柵)。
帶有光波導(dǎo)元件的HoloLens 1型布局建模
這個用例展示了一個所謂的“蝴蝶出瞳擴(kuò)展”的光導(dǎo)系統(tǒng)，基于微軟的專利US9791703B1。
展開 [VirtualLab] 光波導(dǎo)系統(tǒng)的均勻性探測器
這個使用用例展示了…
均勻性檢測器
均勻性檢測器的編輯對話框
探測器功能：相干參數(shù)
探測器功能：光瞳參數(shù)
探測器功能：光瞳位置
基于中心射線的光瞳位置示例
基于光瞳在網(wǎng)格上的位置的光瞳位置的示例
均勻性檢測器輸出
均勻度檢測器圖輸出
均勻性檢測器輸出示例
文件信息
更多閱覽
-帶有光導(dǎo)元件的“HoloLens 1”型布局的建模
-光導(dǎo)布局設(shè)計工具
-k域布局可視化
-1D-1D擴(kuò)瞳器和實(shí)光柵對光導(dǎo)的模擬
-圖形加載項(xiàng)
用于光波導(dǎo)系統(tǒng)的均勻性探測器
摘要
在評估AR/MR(增強(qiáng)或混合現(xiàn)實(shí))設(shè)備中光波導(dǎo)系統(tǒng)的性能時，眼動范圍內(nèi)光線分布的橫向均勻性是最關(guān)鍵的參數(shù)之一。為了在設(shè)計過程中測量和優(yōu)化橫向均勻性，VirtualLab Fusion提供了均勻性探測器，可以進(jìn)行所需的研究。在本文件中，我們將演示可用的選項(xiàng)以及如何操作均勻性探測器。
案例演示
均勻性探測器
探測器功能：相干參數(shù)
?如果存在多個相干模式，則重疊的模可以相干疊加、非相干疊加或部分相干疊加。
?對于部分相干疊加，可以通過輸入相干時間(或從相干時間和長度計算器復(fù)制)來指定相干程度。
探測器功能：光瞳參數(shù)
?均勻性探測器評估在配置的局部區(qū)域(稱為光瞳)的照射強(qiáng)度。
?每個光瞳由其大小(dx×dy)和形狀定義，可以設(shè)置為橢圓形或矩形。
橢圓形光瞳：
矩形光瞳：
探測器功能：光瞳位置
?一旦設(shè)置了所考慮的光瞳的大小和形狀，則必須配置探測器窗口中的光瞳數(shù)量和位置。
?第一個選項(xiàng)是，根據(jù)每個單獨(dú)足跡的中心光線自動確定光瞳的位置。
?探測器只會將光瞳放置在所有光瞳都在探測器窗口內(nèi)的位置。所有其他部分足跡將被忽略。
基于中心光線的光瞳位置示例
展開 用于光波導(dǎo)系統(tǒng)的均勻性探測器
摘要
在評估AR/MR(增強(qiáng)或混合現(xiàn)實(shí))設(shè)備中光波導(dǎo)系統(tǒng)的性能時，眼動范圍內(nèi)光線分布的橫向均勻性是最關(guān)鍵的參數(shù)之一。為了在設(shè)計過程中測量和優(yōu)化橫向均勻性，VirtualLab Fusion提供了均勻性探測器，可以進(jìn)行所需的研究。在本文件中，我們將演示可用的選項(xiàng)以及如何操作均勻性探測器。
案例演示
均勻性探測器
探測器功能：相干參數(shù)
?如果存在多個相干模式，則重疊的模可以相干疊加、非相干疊加或部分相干疊加。
?對于部分相干疊加，可以通過輸入相干時間(或從相干時間和長度計算器復(fù)制)來指定相干程度。
探測器功能：光瞳參數(shù)
?均勻性探測器評估在配置的局部區(qū)域(稱為光瞳)的照射強(qiáng)度。
?每個光瞳由其大小(dx×dy)和形狀定義，可以設(shè)置為橢圓形或矩形。
橢圓形光瞳：
矩形光瞳：
探測器功能：光瞳位置
?一旦設(shè)置了所考慮的光瞳的大小和形狀，則必須配置探測器窗口中的光瞳數(shù)量和位置。
?第一個選項(xiàng)是，根據(jù)每個單獨(dú)足跡的中心光線自動確定光瞳的位置。
?探測器只會將光瞳放置在所有光瞳都在探測器窗口內(nèi)的位置。所有其他部分足跡將被忽略。
基于中心光線的光瞳位置示例
展開 VirtualLab：光波導(dǎo)應(yīng)用中的真實(shí)光柵效應(yīng)
模擬使用 1D-1D 出瞳擴(kuò)展和真實(shí)光柵的光波導(dǎo)
研究真實(shí)光柵對光導(dǎo)效率和均勻性的影響至關(guān)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(shè)置具有真實(shí)光柵結(jié)構(gòu)的光導(dǎo)
此用例演示如何將先前設(shè)計的真實(shí)光柵結(jié)構(gòu)導(dǎo)入光導(dǎo)組件，并解釋查找表的作用和處理。
光波導(dǎo)系統(tǒng)中光柵幾何結(jié)構(gòu)的優(yōu)化
[圖片]
VirtualLab：用于光波導(dǎo)系統(tǒng)的均勻性探測器
摘要
在評估AR/MR(增強(qiáng)或混合現(xiàn)實(shí))設(shè)備中光波導(dǎo)系統(tǒng)的性能時，眼動范圍內(nèi)光線分布的橫向均勻性是最關(guān)鍵的參數(shù)之一。為了在設(shè)計過程中測量和優(yōu)化橫向均勻性，VirtualLab Fusion提供了均勻性探測器，可以進(jìn)行所需的研究。在本文件中，我們將演示可用的選項(xiàng)以及如何操作均勻性探測器。
案例演示
均勻性探測器
探測器功能：相干參數(shù)
? 如果存在多個相干模式，則重疊的模可以相干疊加、非相干疊加或部分相干疊加。
? 對于部分相干疊加，可以通過輸入相干時間(或從相干時間和長度計算器復(fù)制)來指定相干程度。
探測器功能：光瞳參數(shù)
? 均勻性探測器評估在配置的局部區(qū)域(稱為光瞳)的照射強(qiáng)度。
? 每個光瞳由其大小(dx×dy)和形狀定義，可以設(shè)置為橢圓形或矩形。
橢圓形光瞳：
矩形光瞳：
探測器功能：光瞳位置
? 一旦設(shè)置了所考慮的光瞳的大小和形狀，則必須配置探測器窗口中的光瞳數(shù)量和位置。
? 第一個選項(xiàng)是，根據(jù)每個單獨(dú)足跡的中心光線自動確定光瞳的位置。
? 探測器只會將光瞳放置在所有光瞳都在探測器窗口內(nèi)的位置。所有其他部分足跡將被忽略。
展開 光波導(dǎo)的入射耦合和出射耦合區(qū)域
在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和混合現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，光波導(dǎo)設(shè)計的一個主要部分是耦合器，在許多情況下實(shí)現(xiàn)為光波導(dǎo)表面的光柵區(qū)域。VirtualLab Fusion為區(qū)域配置提供了一種非常靈活的方法。當(dāng)用于定義光波導(dǎo)上的光柵區(qū)域時，還有另一種級別的靈活性，即追跡哪一階以及應(yīng)用哪一種方法來模擬光柵。對于系統(tǒng)的初步研究，或?qū)τ谖粗慕Y(jié)構(gòu)，可以使用光柵模型功能。為了全面地模擬光柵，我們提供了嚴(yán)格的傅里葉模態(tài)法(FMM/RCWA)。點(diǎn)睛之筆是一個查找表概念，它存儲瑞利矩陣并在后續(xù)運(yùn)行中使用它們，從而提高模擬速度。
靈活的區(qū)域定義
本用例引導(dǎo)您通過靈活的區(qū)域配置在VirtualLab融合，它允許用戶定義各種形狀的區(qū)域，例如光波導(dǎo)應(yīng)用程序。
光柵區(qū)域衍射級數(shù)和效率的規(guī)范
此用例涵蓋了用戶友好的界面，用于選擇光柵階數(shù)并指定光導(dǎo)光柵區(qū)域的效率（理想化或嚴(yán)格計算）
展開 VirtualLab Fusion應(yīng)用：用于光波導(dǎo)系統(tǒng)的均勻性探測器
摘要
在評估AR/MR(增強(qiáng)或混合現(xiàn)實(shí))設(shè)備中光波導(dǎo)系統(tǒng)的性能時，眼動范圍內(nèi)光線分布的橫向均勻性是最關(guān)鍵的參數(shù)之一。為了在設(shè)計過程中測量和優(yōu)化橫向均勻性，VirtualLab Fusion提供了均勻性探測器，可以進(jìn)行所需的研究。在本文件中，我們將演示可用的選項(xiàng)以及如何操作均勻性探測器。
案例演示
均勻性探測器
探測器功能：相干參數(shù)
如果存在多個相干模式，則重疊的模可以相干疊加、非相干疊加或部分相干疊加。
對于部分相干疊加，可以通過輸入相干時間(或從相干時間和長度計算器復(fù)制)來指定相干程度。
探測器功能：光瞳參數(shù)
均勻性探測器評估在配置的局部區(qū)域(稱為光瞳)的照射強(qiáng)度。
每個光瞳由其大小(dx×dy)和形狀定義，可以設(shè)置為橢圓形或矩形。
橢圓形光瞳：
矩形光瞳：
探測器功能：光瞳位置
一旦設(shè)置了所考慮的光瞳的大小和形狀，則必須配置探測器窗口中的光瞳數(shù)量和位置。
第一個選項(xiàng)是，根據(jù)每個單獨(dú)足跡的中心光線自動確定光瞳的位置。
探測器只會將光瞳放置在所有光瞳都在探測器窗口內(nèi)的位置。所有其他部分足跡將被忽略。
基于中心光線的光瞳位置示例
注：虛線圓圈僅用于演示光瞳，用戶不會在模擬中看到它們
均勻性探測器輸出
均勻性探測器輸出示例
展開 VirtualLab：基于光波導(dǎo)的AR和MR系統(tǒng)仿真 基于微軟的專利
快速物理光學(xué)軟件VirtualLab Fusion憑借其光波導(dǎo)工具箱，為光學(xué)工程師提供了所有必要的工具來處理這類設(shè)備的建模和設(shè)計。為了演示它的能力，我們在這里展示了兩個不同的模擬示例。
基于微軟專利的蝴蝶出瞳擴(kuò)展光波導(dǎo)
這個用例展示了一個所謂的“蝴蝶出瞳擴(kuò)展”的光導(dǎo)系統(tǒng)，基于微軟的專利US9791703B1。
帶有光波導(dǎo)元件的HoloLens 1型布局建模
本用例演示了一個簡單的“HoloLens 1”型布局設(shè)備的建模，該布局具有光導(dǎo)組件，以32°?×?18°FoV引導(dǎo)光線。
