光波導(dǎo)仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-04
光波導(dǎo)仿真的視頻教程
CREO CFD 高級(jí)流體仿真之密閉空間受平行光照射后的熱對流熱輻射仿真演示
PTC公司CREO7.0的升級(jí)穩(wěn)定版CREO 7.0.1.0已發(fā)布，其中一個(gè)重要的模塊“流體仿真”flow analysis分為初級(jí)版本和高級(jí)版本。關(guān)于CRTO CDF的教程很難找到，經(jīng)作者研究總結(jié)，使用CFD高級(jí)版本作為平臺(tái)，通過對密閉空間熱對流和熱輻射現(xiàn)象進(jìn)行仿真實(shí)際操作演示，與廣大CERO CFD愛好者交換心得經(jīng)驗(yàn)。
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光波導(dǎo)仿真的實(shí)例教程
原文信息
原文標(biāo)題：“基于光線場追跡的國產(chǎn)3D可視化衍射光波導(dǎo)仿真模塊研究”
第一作者：覃嘉佳
通訊作者：宋強(qiáng)，劉祥彪, 張善文，段輝高，周常河
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)作為新興人機(jī)交互模式，其近眼顯示領(lǐng)域中，AR 衍射光波導(dǎo)技術(shù)因輕量化、小型化等優(yōu)勢成為核心發(fā)展方向。高品質(zhì)衍射光波導(dǎo)的設(shè)計(jì)優(yōu)化離不開專業(yè)仿真軟件。為填補(bǔ)國內(nèi)空白，本研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)了完全自主可控的 3D 可視化衍射光波導(dǎo)仿真模塊，覆蓋 k 域分析、光波導(dǎo)仿真與優(yōu)化全過程，可納入微投影光機(jī)和人眼模型實(shí)現(xiàn)全維度仿真。
研究基于該模塊設(shè)計(jì)二維出瞳擴(kuò)展衍射光波導(dǎo)，通過確定光柵矢量、劃分功能區(qū)域并精細(xì)調(diào)控光柵參數(shù)，結(jié)合光線場追跡完成仿真，并與國外商業(yè)軟件結(jié)果對比，驗(yàn)證了模塊的有效性與實(shí)用性，為我國 AR 產(chǎn)業(yè)自主發(fā)展提供技術(shù)支撐。
二維出瞳擴(kuò)展衍射光波導(dǎo)中的光線傳播示意圖（來自原文）
該模塊成功設(shè)計(jì)出具備二維出瞳擴(kuò)展的衍射光波導(dǎo)，整體系統(tǒng)由微型投影光機(jī)、光波導(dǎo)與人眼模型構(gòu)成，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)極具優(yōu)勢。其投影光學(xué)系統(tǒng)焦距 14.5 mm，對角線視場角 28°，總長度僅 9.45 mm，光學(xué)元件直徑小于 5.4 mm，憑借緊湊小巧的特性，完美適配近眼顯示設(shè)備的輕量化需求。在性能表現(xiàn)上，該系統(tǒng)在 30 cycles/mm 采樣頻率下的光學(xué)調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF）值均優(yōu)于 0.7，成像質(zhì)量穩(wěn)定可靠。
可視化3D衍射光波導(dǎo)模組示意圖（來自原文）
為驗(yàn)證模塊性能，研發(fā)團(tuán)隊(duì)與市面主流商業(yè)軟件，在衍射效率、均勻性及光線路徑等關(guān)鍵指標(biāo)上展開對比，結(jié)果充分證明了該國產(chǎn)模塊的精度與可靠性。
展開 RSoft是一款非常實(shí)用的光波導(dǎo)仿真軟件。其中包含了BPM,FDTD,FEM等多種算法，使得它能夠適用于各種不同要求場合。本課程主要使用RSoft算法集中的BPM算法對光波導(dǎo)和簡單光波導(dǎo)器件進(jìn)行仿真計(jì)算，從而對光在波導(dǎo)中的傳輸有一定得了解。
一、軟件CAD界面：
下載網(wǎng)站上的壓縮包，解壓縮后運(yùn)行C:\Program Files\RSoft\bin文件夾中的bcadw32.exe，即出現(xiàn)如下圖所示的CAD界面。此界面是定義波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和下一步計(jì)算的前提。
二、單根波導(dǎo)的仿真：
在軟件中，點(diǎn)擊左上角的”New Circuit”按鈕，如圖所示。
點(diǎn)擊后彈出基本設(shè)置對話框，波導(dǎo)的一些基本特性參數(shù)需要在此設(shè)定。我們模擬目前光通信系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的掩埋型二氧化硅波導(dǎo)（channel型）。波導(dǎo)橫截面的尺寸結(jié)構(gòu)為6um*6um，芯層折射率為1.465，包層折射率為1.455（包層和芯層的折射率差為0.01），通信波長為1.55um。基本參數(shù)的設(shè)定如下圖所示（注意，軟件中關(guān)于長度的單位均為um）：
設(shè)置完畢后點(diǎn)擊”O(jiān)K”，進(jìn)入CAD界面。
首先畫一根直波導(dǎo)。點(diǎn)擊”Segment mode” （新建文件時(shí)默認(rèn)就是此模式），如上圖紅圈所示。之后在空白的CAD窗口中某一處單擊鼠標(biāo)左鍵，在任意另一處再單擊左鍵，即可畫出一條波導(dǎo)，如下圖所示。
到目前為止，畫出的波導(dǎo)是任意的，我們還需要對它進(jìn)行設(shè)置，滿足我們設(shè)計(jì)的要求。將鼠標(biāo)移動(dòng)至波導(dǎo)上（紅色區(qū)域上），再單擊鼠標(biāo)右鍵，會(huì)彈出波導(dǎo)的設(shè)置菜單。由于我們只需要仿真普通的直波導(dǎo)，所以大部分設(shè)置保持默認(rèn)即可。主要需要調(diào)整波導(dǎo)的位置。在RSoft軟件中，波導(dǎo)位置是由首尾兩個(gè)坐標(biāo)確定的，并且BPM計(jì)算的光是只沿著z軸傳播（即豎直方向），這個(gè)是需要特別注意的。
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光波導(dǎo)+超表面解決方案線下活動(dòng)
當(dāng)下，AR/VR、光通信、超透鏡、微納成像等領(lǐng)域飛速發(fā)展，光波導(dǎo)作為 AR 顯示核心、超表面作為光學(xué)系統(tǒng)小型化關(guān)鍵，設(shè)計(jì)與仿真難度陡增。
2026年5月15日，OAS 光學(xué)軟件光波導(dǎo)仿真 + 超表面仿真解決方案線下活動(dòng)將于上海舉辦，助您掌握光波導(dǎo)/超表面仿真設(shè)計(jì)核心技能。誠邀光學(xué)領(lǐng)域各位專家、老師、學(xué)者齊聚，零距離體驗(yàn)國產(chǎn)自研光學(xué)仿真的硬核實(shí)力！
01/行業(yè)痛點(diǎn)，一鍵破解
當(dāng)前光波導(dǎo)與超表面設(shè)計(jì)面臨多重困境：
?模型搭建復(fù)雜、參數(shù)優(yōu)化繁瑣，傳統(tǒng)工具效率低、精度不足；
?跨尺度仿真難兼顧，幾何光學(xué)到波動(dòng)光學(xué)銜接斷層；
?國產(chǎn)替代需求迫切，自主可控的專業(yè)仿真工具稀缺。
02/軟件強(qiáng)效助力光波導(dǎo)/超表面仿真
（軟件主界面）
OAS光學(xué)軟件軟件能夠在3D空間中通過序列和非序列光線追跡技術(shù)，精確模擬光學(xué)系統(tǒng)的性能表現(xiàn)。
軟件集成幾何光學(xué)到波動(dòng)光學(xué)的跨尺度仿真，打通宏觀光路與微觀光柵的仿真壁壘，無需多軟件切換，實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)到納米級(jí)全尺度無縫仿真。
展開 AR&MR光波導(dǎo)器件的仿真研究
使用光波導(dǎo)元件對“HoloLens 1”型進(jìn)行建模
本使用案例演示了一個(gè)簡單的“HoloLens- 1”型布局設(shè)備的建模，該設(shè)備具有一個(gè)能夠以32°×18°視場引導(dǎo)光線的光波導(dǎo)組件。
光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)
使用光波導(dǎo)組件及其靈活的區(qū)域定義，可以在VirtualLab Fusion中設(shè)置帶有耦合光柵的光波導(dǎo)。
隨著增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和混合現(xiàn)實(shí)(AR&MR)領(lǐng)域新技術(shù)的出現(xiàn)，使光學(xué)光波導(dǎo)越來越受歡迎。為了對此類結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模和設(shè)計(jì)，VirtualLab Fusion使用其強(qiáng)大的光波導(dǎo)工具箱，該工具箱允許靈活定義整體結(jié)構(gòu)以及內(nèi)外耦合器的不同區(qū)域。再加上它的非順序模擬引擎，結(jié)合了所有關(guān)鍵的物理效應(yīng)，如偏振、孔徑衍射和相干性，為光學(xué)工程師提供了強(qiáng)大的工具，支持他們研究和設(shè)計(jì)用于AR和MR的光波導(dǎo)裝置。
展開 從軟件中光柵的結(jié)構(gòu)建模、分析，到光波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，光柵的尺寸設(shè)計(jì)，再到準(zhǔn)直系統(tǒng)和整體完整的光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后是對于系統(tǒng)的追跡和分析。OAS 展示了其對于衍射光波導(dǎo)的跨尺度的仿真，軟件追跡過程中對于不同的元件應(yīng)用相應(yīng)的追跡算法，以達(dá)到整體系統(tǒng)級(jí)別的仿真與計(jì)算分析。
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光波導(dǎo)仿真的最新內(nèi)容
引言
隨著智能汽車座艙技術(shù)快速迭代，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)抬頭顯示（AR HUD）已成為高端智能車載座艙的核心配置。相較于傳統(tǒng)反射鏡式AR HUD，衍射波導(dǎo)型AR HUD憑借體積小巧、集成性強(qiáng)、適配各類車載座艙狹小空間的優(yōu)勢，成為行業(yè)主流發(fā)展方向。衍射波導(dǎo)AR HUD融合納米級(jí)光柵微結(jié)構(gòu)與宏觀投影鏡頭系統(tǒng)，光學(xué)鏈路復(fù)雜，傳統(tǒng)單一仿真軟件難以實(shí)現(xiàn)全鏈路性能校驗(yàn)。Ansys光學(xué)仿真套件構(gòu)建了Zemax OpticStudio
<p><img src="https://img.jishulink.com/202605/imgs/5e1e1e2be4c642fab32c219dc0e0bfde"></p><p><strong>時(shí)間：</strong>2026年5月19日（周二），13:30-18:00</p><p><strong>地點(diǎn)：</strong>武漢</p><p><strong>費(fèi)用：</strong>免費(fèi)（報(bào)名需審核
1. 簡介
此前，OpticStudio 為一維光柵仿真提供了一維 RCWA 插件。本文介紹了一種類似但功能強(qiáng)大得多的工作流程，該流程基于 Zemax OpticStudio 與 Lumerical RCWA 之間的動(dòng)態(tài)鏈接。
在這一工作流程中，設(shè)計(jì)人員在 Zemax OpticStudio 中構(gòu)建宏觀光學(xué)系統(tǒng)，并在 Lumerical 中構(gòu)建光柵的微結(jié)構(gòu)。兩款軟件中的仿真可無縫連接
OAS 光學(xué)軟件 | 一拖二光波導(dǎo)案例分析
01/前言
本案例針對AR設(shè)備小型化、高效能的應(yīng)用需求，依托 OAS 光學(xué)軟件的核心設(shè)計(jì)能力，提出解決方案。 OAS 光學(xué)軟件可精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)光柵協(xié)同設(shè)計(jì)與光能高效復(fù)用，有效破解行業(yè)核心技術(shù)痛點(diǎn)，為 AR 光波導(dǎo)一拖二架構(gòu)的工程化落地提供專業(yè)技術(shù)支撐。
02/案例描述
在單光機(jī) AR 光波導(dǎo)系統(tǒng)中，一拖二架構(gòu)的核心難點(diǎn)在于，如何在有限的波導(dǎo)尺寸內(nèi)實(shí)現(xiàn)雙目能量分離
2026年5月15日，OAS 光學(xué)軟件光波導(dǎo)仿真 + 超表面仿真解決方案線下活動(dòng)將于上海舉辦，助您掌握光波導(dǎo)/超表面仿真設(shè)計(jì)核心技能。誠邀光學(xué)領(lǐng)域各位專家、老師、學(xué)者齊聚，零距離體驗(yàn)國產(chǎn)自研光學(xué)仿真的硬核實(shí)力！
授課時(shí)間
2026/5/19（二）-5/20（三）
AM 9:00-PM 16:00
授課地點(diǎn)
上海市嘉定區(qū)南翔銀翔路819號(hào)中暨大廈18樓1805室
課程講師
訊技光電工程團(tuán)隊(duì)及資深顧問
課程費(fèi)用
4800RMB/1人次
(課程包含課程材料費(fèi)、開票稅金、午餐費(fèi))
課程簡介
授課時(shí)間：：2026/5/28（四）-5/29（五）（各城市并行開課）
課程時(shí)數(shù)：2天/城市
授課地點(diǎn)：深圳市光明區(qū)鳳凰街道尚智科技園1棟B座1503
課程講師：訊技光電工程師隊(duì)
課程費(fèi)用：3600RMB/1人次
(課程包含課程材料費(fèi)、開票稅金、午餐費(fèi))
課程簡介
Course Introduction
光柵是現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)中最為常用的一種衍射光學(xué)元件
白光可以使用具有藍(lán)光發(fā)射芯片和黃色熒光粉的LED來創(chuàng)建。產(chǎn)生白光的另一種方法是以適當(dāng)?shù)谋壤旌霞t光、綠光和藍(lán)光。這種方法可以更準(zhǔn)確的控制色溫。如果將紅色、綠色和藍(lán)色靠在一起放置，顏色將最終在足夠大的距離上混合。然而，輻照度分布在更大的區(qū)域，且不是空間均勻的（圖1）。
FRED模型
今日16:00，Ansys官方『Synopsys-Ansys硅光芯片全新仿真方案解析』研討會(huì)將介紹 Lumerical 與 Synopsys OptoCompiler? 的光子集成電路設(shè)計(jì)集成方案。感興趣的下滑預(yù)約學(xué)習(xí)??
時(shí)間：4月28日（星期二），16:00-17:00
內(nèi)容簡介：
本次 webinar 將會(huì)介紹 Lumerical 與 Synopsys OptoCompiler
什么是光波導(dǎo)設(shè)計(jì) 的“坑”？
光波導(dǎo)作為 AR/VR 顯示、光通信、光子集成芯片等領(lǐng)域的核心光學(xué)組件，正驅(qū)動(dòng)下一代光電產(chǎn)業(yè)的技術(shù)革新。但從設(shè)計(jì)到量產(chǎn)的全流程中，跨尺度物理建模、多物理場耦合、光柵參數(shù)優(yōu)化、雜散光抑制等核心難題，讓大多的光學(xué)工程師反復(fù)陷入設(shè)計(jì)陷阱。
當(dāng)前主流光學(xué)軟件在光波導(dǎo)場景下存在顯著功能短板，而行業(yè)高速擴(kuò)張的需求與設(shè)計(jì)工具的滯后性形成尖銳矛盾
