光束足跡分析
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
光束足跡分析的實例教程
簡介
當(dāng)一個分析請求執(zhí)行時，重要的是記住在FRED中的分析面只是在光線追跡結(jié)束后的后處理(過濾)光線。在光線追跡的過程中，它們不收集光線信息，無論光線的軌跡是否穿過分析網(wǎng)格。那么問題來了，“如何分析在光線追跡的過程中光線穿過光學(xué)空間的光場？”
一種選擇是使用FRED探測器實體(Detector Entity)結(jié)構(gòu)。探測器實體與分析面類似，不過它們可以放在任何光學(xué)空間，而且可以在光線追跡的過程中動態(tài)地收集光線信息(即光線穿過它們的收集網(wǎng)格)。目前，探測器實體對于相干或偏振光不起作用，只可以執(zhí)行輻照度、照度和彩色圖像的分析。
盡管FRED沒有一個內(nèi)置的“光束足跡分析”程序，但我們將在FRED中使用探測器實體結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)類似的功能。
設(shè)置計算
文章使用如下圖像所示的光學(xué)系統(tǒng)。我們的目的是分析沿著如下所示的光路多個平面的處的光束足跡。
為了捕捉在光線追跡中光線透過每個我們感興趣平面的足跡，我們將會使用FRED中的探測器實體結(jié)構(gòu)。探測器實體是一種分析節(jié)點的類型，它可以在光線追跡中與光線相互作用，可以定義多種多樣的形狀。光線相互作用，與光線濾光(一個后追跡過程)截然相反，使探測器實體能夠在任何光學(xué)空間任何時間動態(tài)地收集數(shù)據(jù)。探測器實體本身能收集三個不同時間的數(shù)據(jù)：在光線追跡中(即，使用在追跡中任何時刻與探測器實體相交的光線)，剛好在光線追跡后(即，“終止”在探測器實體上的光線)，或者根據(jù)請求(即，請求時“在”探測器實體上的光線)。在一個具有和探測器實體相同名字的分析結(jié)果節(jié)點中，對于每個探測器實體來說，光線面元的結(jié)果對用戶來說是可獲得的。記住，因為探測器實體在光線追跡中時是交叉的，您不應(yīng)該放置一個探測器實體與結(jié)構(gòu)中的其他表面重合。
展開 簡介
當(dāng)一個分析請求執(zhí)行時，重要的是記住在FRED中的分析面只是在光線追跡結(jié)束后的后處理(過濾)光線。在光線追跡的過程中，它們不收集光線信息，無論光線的軌跡是否穿過分析網(wǎng)格。那么問題來了，“如何分析在光線追跡的過程中光線穿過光學(xué)空間的光場？”
一種選擇是使用FRED探測器實體(Detector Entity)結(jié)構(gòu)。探測器實體與分析面類似，不過它們可以放在任何光學(xué)空間，而且可以在光線追跡的過程中動態(tài)地收集光線信息(即光線穿過它們的收集網(wǎng)格)。目前，探測器實體對于相干或偏振光不起作用，只可以執(zhí)行輻照度、照度和彩色圖像的分析。
盡管FRED沒有一個內(nèi)置的“光束足跡分析”程序，但我們將在FRED中使用探測器實體結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)類似的功能。
設(shè)置計算
文章使用如下圖像所示的光學(xué)系統(tǒng)。我們的目的是分析沿著如下所示的光路多個平面的處的光束足跡。
為了捕捉在光線追跡中光線透過每個我們感興趣平面的足跡，我們將會使用FRED中的探測器實體結(jié)構(gòu)。探測器實體是一種分析節(jié)點的類型，它可以在光線追跡中與光線相互作用，可以定義多種多樣的形狀。光線相互作用，與光線濾光(一個后追跡過程)截然相反，使探測器實體能夠在任何光學(xué)空間任何時間動態(tài)地收集數(shù)據(jù)。探測器實體本身能收集三個不同時間的數(shù)據(jù)：在光線追跡中(即，使用在追跡中任何時刻與探測器實體相交的光線)，剛好在光線追跡后(即，“終止”在探測器實體上的光線)，或者根據(jù)請求(即，請求時“在”探測器實體上的光線)。在一個具有和探測器實體相同名字的分析結(jié)果節(jié)點中，對于每個探測器實體來說，光線面元的結(jié)果對用戶來說是可獲得的。記住，因為探測器實體在光線追跡中時是交叉的，您不應(yīng)該放置一個探測器實體與結(jié)構(gòu)中的其他表面重合。
展開 我們的目的是分析沿著如下所示的光路多個平面的處的光束足跡。
設(shè)置計算
盡管FRED沒有一個內(nèi)置的“光束足跡分析”程序，但我們將在FRED中使用探測器實體結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)類似的功能。
一種選擇是使用FRED探測器實體(Detector Entity)結(jié)構(gòu)。探測器實體與分析面類似，不過它們可以放在任何光學(xué)空間，而且可以在光線追跡的過程中動態(tài)地收集光線信息(即光線穿過它們的收集網(wǎng)格)。目前，探測器實體對于相干或偏振光不起作用，只可以執(zhí)行輻照度、照度和彩色圖像的分析。
當(dāng)一個分析請求執(zhí)行時，重要的是記住在FRED中的分析面只是在光線追跡結(jié)束后的后處理(過濾)光線。在光線追跡的過程中，它們不收集光線信息，無論光線的軌跡是否穿過分析網(wǎng)格。那么問題來了，“如何分析在光線追跡的過程中光線穿過光學(xué)空間的光場？”
簡介
與該文檔對應(yīng)的示例文件有5個平面探測器實體，位于系統(tǒng)中我們感興趣的平面上。這些探測器實體位于對象樹的分析面文件夾中，如下圖所示。
為了捕捉在光線追跡中光線透過每個我們感興趣平面的足跡，我們將會使用FRED中的探測器實體結(jié)構(gòu)。探測器實體是一種分析節(jié)點的類型，它可以在光線追跡中與光線相互作用，可以定義多種多樣的形狀。光線相互作用，與光線濾光(一個后追跡過程)截然相反，使探測器實體能夠在任何光學(xué)空間任何時間動態(tài)地收集數(shù)據(jù)。
展開 今天，我們轉(zhuǎn)向用于光導(dǎo)中光柵的最強(qiáng)大的系統(tǒng)設(shè)計工具之一：足跡和光柵分析工具。在它的許多功能中，不限于任何特定的布局，例如，它可以幫助可視化不同視場模式下的光束足跡與光柵區(qū)域的相互作用——這是一個重要的研究，考慮到光在光導(dǎo)內(nèi)的復(fù)雜傳播。但最引人注目的是它能夠?qū)鈻判袨檫M(jìn)行分析，然后可以用來配置單個光柵區(qū)域內(nèi)光柵參數(shù)的平滑變化，以提高器件在均勻性和效率方面的性能。
用于AR/MR應(yīng)用的光導(dǎo)足跡分析
足跡和光柵分析工具允許光學(xué)設(shè)計師確定光將如何與光導(dǎo)的各種光柵區(qū)域相互作用。
光導(dǎo)的光柵分析與光柵參數(shù)的平滑調(diào)制
在本案例中，通過使用VirtualLab的足跡和光柵分析工具，將平滑變化的光柵參數(shù)引入到用于AR/MR應(yīng)用的光導(dǎo)光柵區(qū)域。該工具還可以詳細(xì)研究特定光柵結(jié)構(gòu)的偏振相關(guān)的衍射效率。
展開 為此，對光傳播以及發(fā)生的光柵相互作用進(jìn)行快速而簡單的概述非常有幫助：足跡分析。借助足跡和光柵分析工具，VirtualLab提供了一個強(qiáng)大的工具，可在此過程中為光學(xué)工程師提供支持。在本文檔中，討論了這個多功能工具的選項和功能。
足跡和光柵分析工具
?足跡和光柵分析工具是光導(dǎo)工具箱黃金版的一個特色。
?它可以在開始功能區(qū)的光導(dǎo)部分進(jìn)行初始化。
操作工具的基本流程
步驟1：選擇要分析的設(shè)置。它可以通過布局設(shè)計工具生成，詳見：
光導(dǎo)布局設(shè)計工具
但是請注意，足跡和光柵分析工具并不局限于特定的布局類型。您可以加載文件或直接從已經(jīng)打開的文檔中選擇一個文件。
步驟2：定義該工具應(yīng)該考慮的視場范圍。
步驟3：單擊分析按鈕。關(guān)于分析進(jìn)度的詳細(xì)信息將在按鈕下方的面板中提供。
理想和實際光柵結(jié)果
足跡和光柵分析工具的結(jié)果可以分為兩個方面：
相互作用的足跡數(shù)據(jù)
相互作用的足跡數(shù)據(jù)文檔提供了一個所有光束足跡打到一個給定的光柵區(qū)域的彩色編碼插圖，配置視場(FOV)的不同模式有不同的顏色。用戶可以選擇在圖中顯示的視場模式。
注意
?如果 VirtualLab Fusion記錄了部分入射光束，則取決于基本光路中的“通道分辨率精度”設(shè)置。
?無論這個區(qū)域的光有多小或如何調(diào)制，該顯示都不會區(qū)分，并且將始終描繪完整的、相同大小的足跡圓。
中央視場的數(shù)據(jù)
傾斜視場模式數(shù)據(jù)
熱圖文檔
足跡原始數(shù)據(jù)文檔
?原始數(shù)據(jù)結(jié)果描述了每種視場模式下每個足跡的中心位置。
展開 
光束足跡分析的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
光束足跡分析的最新內(nèi)容
盡管探測器實體結(jié)構(gòu)不允許執(zhí)行一個位置點圖分析(這是您會經(jīng)常在光束足跡分析中看到的)，我們可以通過將軸分辨率設(shè)置的很高，從輻照度分布中得到相同類型的數(shù)據(jù)。在本例中，對于我們的探測器實體，我們選擇了201*201。此外，重要的是我們的探測器實體正在“追跡中”收集信息。畢竟，我們想知道當(dāng)光線穿過我們感興趣的平面的光束足跡。
設(shè)置計算
盡管FRED沒有一個內(nèi)置的“光束足跡分析”程序，但我們將在FRED中使用探測器實體結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)類似的功能。
一種選擇是使用FRED探測器實體(Detector Entity)結(jié)構(gòu)。
衍射擴(kuò)散器可以被設(shè)計來創(chuàng)建任何圖案。在這里，我們展示了 VirtualLab Fusion的一些可能性，以設(shè)計、優(yōu)化、建模和仿真這種衍射光學(xué)元件（DOE）并把公司的標(biāo)志投射到一幢大樓上。有不同的方法來生成光的圖案。利用相干激光和衍射擴(kuò)散器元件，可以實現(xiàn)良好的效率和有趣的光紋理，這將在下面進(jìn)行演示。
摘要
衍射擴(kuò)散器可以被設(shè)計來創(chuàng)建任何圖案。在這里，我們展示了 VirtualLab Fusion的一些可能性，以設(shè)計、優(yōu)化、建模和仿真這種衍射光學(xué)元件（DOE）并把公司的標(biāo)志投射到一幢大樓上。有不同的方法來生成光的圖案。利用相干激光和衍射擴(kuò)散器元件，可以實現(xiàn)良好的效率和有趣的光紋理，這將在下面進(jìn)行演示。
快速物理光學(xué)軟件 VirtualLab Fusion 的光導(dǎo)工具箱提供了一系列工具，可幫助光學(xué)工程師處理涉及增強(qiáng)和混合現(xiàn)實應(yīng)用的光導(dǎo)設(shè)備設(shè)計過程的許多不同階段。在我們最近的通訊中，我們已經(jīng)介紹了一些有助于確定光導(dǎo)及其光柵區(qū)域充分布局的特性。
今天，我們轉(zhuǎn)向用于光導(dǎo)中光柵的最強(qiáng)大的系統(tǒng)設(shè)計工具之一：足跡和光柵分析工具。在它的許多功能中，不限于任何特定的布局，例如，它可以幫助可視化不同視場模式下的光束足跡與光柵區(qū)域的相互作用
摘要
用于增強(qiáng)或混合現(xiàn)實應(yīng)用的任何類型的光導(dǎo)系統(tǒng)，其設(shè)計過程中的一個主要部分是用于輸入耦合器、輸出耦合器和出瞳擴(kuò)展器光柵區(qū)域的配置。為此，對光傳播以及發(fā)生的光柵相互作用進(jìn)行快速而簡單的概述非常有幫助：足跡分析。借助足跡和光柵分析工具，VirtualLab提供了一個強(qiáng)大的工具，可在此過程中為光學(xué)工程師提供支持。在本文檔中，討論了這個多功能工具的選項和功能。
足跡和光柵分析工具
摘要
衍射擴(kuò)散器可以被設(shè)計來創(chuàng)建任何圖案。在這里，我們展示了 VirtualLab Fusion的一些可能性，以設(shè)計、優(yōu)化、建模和仿真這種衍射光學(xué)元件（DOE）并把公司的標(biāo)志投射到一幢大樓上。有不同的方法來生成光的圖案。利用相干激光和衍射擴(kuò)散器元件，可以實現(xiàn)良好的效率和有趣的光紋理，這將在下面進(jìn)行演示。
避免0級衍射產(chǎn)生的影響
為了阻擋0級衍射，衍射擴(kuò)散器將被設(shè)計成產(chǎn)生一個離軸
盡管探測器實體結(jié)構(gòu)不允許執(zhí)行一個位置點圖分析(這是您會經(jīng)常在光束足跡分析中看到的)，我們可以通過將軸分辨率設(shè)置的很高，從輻照度分布中得到相同類型的數(shù)據(jù)。在本例中，對于我們的探測器實體，我們選擇了201*201。此外，重要的是我們的探測器實體正在“追跡中”收集信息。畢竟，我們想知道當(dāng)光線穿過我們感興趣的平面的光束足跡。
摘要
用于增強(qiáng)或混合現(xiàn)實應(yīng)用的任何類型的光導(dǎo)系統(tǒng)，其設(shè)計過程中的一個主要部分是用于輸入耦合器、輸出耦合器和出瞳擴(kuò)展器光柵區(qū)域的配置。為此，對光傳播以及發(fā)生的光柵相互作用進(jìn)行快速而簡單的概述非常有幫助：足跡分析。借助足跡和光柵分析工具，VirtualLab提供了一個強(qiáng)大的工具，可在此過程中為光學(xué)工程師提供支持。在本文檔中，討論了這個多功能工具的選項和功能。
足跡和光柵分析工具
光束吸收裝置
在各種情況下，都會有一束光（通常是激光束）是暫時或始終不需要的，因此需要被阻擋，例如,出于激光安全的原因。為此，可以使用某種安全吸收光功率的光束吸收器。與光束快門不同的是，光束吸收裝置不能被關(guān)閉，為了再次釋放這個光束，需要移除該裝置。
需要光束吸收裝置的一些典型情況：
當(dāng)某種泵浦激光器向另一個設(shè)備(例如，鈦藍(lán)寶石激光器或OPO)發(fā)射光束時，需要暫時在沒有泵浦光的情況下工作
