AR光波導(dǎo)的案例
AR衍射光波導(dǎo)設(shè)計(jì)遇瓶頸，OAS 光學(xué)軟件來(lái)破局
3.光波導(dǎo)設(shè)計(jì)
光柵設(shè)計(jì)屬于光波導(dǎo)的前期設(shè)計(jì)，對(duì)于整體光波導(dǎo)的設(shè)計(jì)，首先需要確定其整體的尺寸范圍，包括波導(dǎo)的尺寸，光機(jī)的位置及眼盒的尺寸和位置。
圖3.1 AR 衍射光波導(dǎo)初始結(jié)構(gòu)（包含波導(dǎo)，光源和眼盒）
通過(guò)眼盒和光源距離波導(dǎo)的距離和光線的視場(chǎng)角以確定光柵的整體尺寸，尺寸確定如下：
圖3.2 耦出光柵和眼盒的尺寸關(guān)系
圖中n1 n2分別為波導(dǎo)環(huán)境介質(zhì)和波導(dǎo)材料介質(zhì)，θ為視場(chǎng)角的最大值，d 為眼盒到波導(dǎo)的距離，通過(guò)這樣的參數(shù)就可以設(shè)計(jì)出滿足最大視場(chǎng)角的最小光柵尺寸，對(duì)于耦入光柵原理與其相同，確定完耦入光柵和耦出光柵后就可以進(jìn)一步確定轉(zhuǎn)向光柵的尺寸參數(shù)。如下圖，為設(shè)計(jì)完成后的整體 AR 衍射光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)：
圖3.3 AR 衍射光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)（包含波導(dǎo)，光源，眼盒、耦入光柵、轉(zhuǎn)向光柵和耦出光柵）
4.追跡與仿真分析
對(duì)于一個(gè)完整的 AR 衍射光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，除了上述的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，還包括光機(jī)的準(zhǔn)直系統(tǒng)和成像系統(tǒng)以構(gòu)成完整的 AR 系統(tǒng)，如下圖所示：
圖4.1 AR 衍射光波導(dǎo)完整結(jié)構(gòu)（包含波導(dǎo)，光源，眼盒、準(zhǔn)直系統(tǒng)、耦入光柵、轉(zhuǎn)向光柵和耦出光柵）
對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行光線追跡，軟件可以輸出眼盒的能量分布，后續(xù)也可以通過(guò)軟件來(lái)進(jìn)行均勻性，成像的MTF分析等：
圖4.2 AR 衍射光波導(dǎo)追跡結(jié)構(gòu)與光路圖。光源發(fā)出的光經(jīng)準(zhǔn)直系統(tǒng)準(zhǔn)直然后通過(guò)光波導(dǎo)的傳輸準(zhǔn)直輸出到眼盒探測(cè)器上
圖4.3 追跡完成后眼盒的能量分布
圖4.4 經(jīng)過(guò)成像后的圖案分布
5. 總結(jié)
本文講解了通過(guò) OAS 軟件進(jìn)行 AR 衍射光波導(dǎo)的建模仿真與分析。
展開(kāi) AR 一拖二光波導(dǎo)雙目分離難實(shí)現(xiàn)？OAS 雙耦入光柵來(lái)助力
傳統(tǒng)波導(dǎo)系統(tǒng)中未被利用的0級(jí)透射光，在該方案中被傾斜光柵重新耦轉(zhuǎn)至另一眼路，從而顯著提高系統(tǒng)光能利用率。
06/總結(jié)
OAS 光學(xué)軟件一拖二波導(dǎo)案例，通過(guò)創(chuàng)新“雙耦入光柵”分光方案破解了單光機(jī) AR 系統(tǒng)一拖二架構(gòu)的核心痛點(diǎn)，凸顯 OAS 光學(xué)軟件的核心優(yōu)勢(shì)：其可精準(zhǔn)設(shè)計(jì)雙光柵協(xié)同結(jié)構(gòu)，在有限波導(dǎo)尺寸內(nèi)實(shí)現(xiàn)雙目能量分離與低串?dāng)_，同時(shí)通過(guò)0級(jí)透射光復(fù)用設(shè)計(jì)大幅提升光能利用率，為該架構(gòu)落地提供了高效可行的技術(shù)支撐，彰顯了其在 AR 光波導(dǎo)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的專業(yè)性。
展開(kāi) AR&MR光波導(dǎo)器件的仿真研究
AR&MR光波導(dǎo)器件的仿真研究
使用光波導(dǎo)元件對(duì)“HoloLens 1”型進(jìn)行建模
本使用案例演示了一個(gè)簡(jiǎn)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(chǎng)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(lái)越受歡迎。為了對(duì)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(kāi) 回顧 | 使用 Zemax OpticStudio 設(shè)計(jì)AR衍射光波導(dǎo)（領(lǐng)取視頻）
2022年4月6日下午，由武漢宇熠與 Ansys Zemax 聯(lián)合舉辦的“使用 Zemax OpticStudio 設(shè)計(jì)AR衍射光波導(dǎo)”線上研討會(huì)圓滿結(jié)束。
本次研討會(huì)的主講老師是來(lái)自 Ansys Zemax 的高級(jí)應(yīng)用工程師——谷晨風(fēng)。老師針對(duì)大家關(guān)心的 Zemax OpticStudio 在這兩類衍射光波導(dǎo)課題上可提供的解決方案進(jìn)行了介紹，也對(duì)大家常常涉及到的問(wèn)題進(jìn)行了解答。
本次研討會(huì)讓主講老師與參會(huì)人員進(jìn)行了深入的對(duì)話與交流，增進(jìn)了對(duì)會(huì)議主題的深刻認(rèn)識(shí)，也對(duì)如何使用 Zemax OpticStudio 設(shè)計(jì)AR衍射光波導(dǎo)有了更深的理解和思考。
以下是谷晨風(fēng)老師針對(duì)小伙伴們提出的問(wèn)題做出的部分回答！
Q
請(qǐng)問(wèn)有用 OptiSLang 優(yōu)化整個(gè)光波導(dǎo)系統(tǒng)的案例嗎？
A
這個(gè)問(wèn)題，問(wèn)的很好，我稍微介紹一下我們目前的一些策略。Ansys 旗下三款主要的光學(xué)產(chǎn)品是 Lumerical 負(fù)責(zé)微納波動(dòng)光學(xué)，Zemax 主要是幾何光學(xué)也有涉及到衍射和物理光學(xué)等等。另外就是 Speos，它可以承擔(dān)后端的非序列追跡任務(wù)和環(huán)境渲染，人眼響應(yīng)的系統(tǒng)級(jí)仿真。
展開(kāi) 
【線上研討會(huì)】使用 Zemax OpticStudio 設(shè)計(jì)AR衍射光波導(dǎo)
衍射光波導(dǎo)目前應(yīng)用于 AR Glass 和 AR HUD 較多，越來(lái)越多的工程師們開(kāi)始針對(duì)此課題進(jìn)行研究，仿真及設(shè)計(jì)。衍射光波導(dǎo)方案主要有體全息衍射光波導(dǎo)（VHG）和表面浮雕衍射光波導(dǎo)（SRG）兩種方案。
本次研討會(huì)主要針對(duì)大家關(guān)心的 Zemax OpticStudio 在這兩類衍射光波導(dǎo)課題上可提供的解決方案進(jìn)行介紹，也會(huì)涉及大家常問(wèn)問(wèn)題的回答。希望通過(guò)此次研討會(huì)，大家能夠?qū)?Zemax OpticStudio 在衍射光波導(dǎo)課題所做的工作有一個(gè)清晰的了解，并在未來(lái)的工作中找到其可以選擇的解決方案。
武漢宇熠 聯(lián)合 Ansys Zemax
將在 2022年4月6日14點(diǎn) 舉辦一場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)
期待您的參與
↓↓↓
會(huì)議 · 主題
使用 Zemax OpticStudio 設(shè)計(jì)AR衍射光波導(dǎo)
(Solutions of AR Diffractive Waveguide Design in Zemax OpticStudio)
會(huì)議 · 時(shí)間
2022年4月6日 下午14:00-15:00
會(huì)議 · 講師
Ansys Zemax 高級(jí)應(yīng)用工程師——谷晨風(fēng)
會(huì)議 · 主辦方
武漢宇熠科技 & Ansys Zemax 聯(lián)合主辦
會(huì)議 · 地點(diǎn)
騰訊會(huì)議線上直播
講師介紹：谷晨風(fēng)
Ansys Zemax 高級(jí)應(yīng)用工程師——谷晨風(fēng)，畢業(yè)于南京理工大學(xué)，獲光學(xué)碩士。
于2020年年初加入 Zemax ，負(fù)責(zé)協(xié)助用戶評(píng)估相關(guān)技術(shù)問(wèn)題對(duì)應(yīng)的 Zemax 解決方案可行性并提供對(duì)應(yīng)的最優(yōu)解決方案建議。
展開(kāi) AR&MR光波導(dǎo)器件的仿真研究
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(lái)越受歡迎。為了對(duì)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。
使用光波導(dǎo)元件對(duì)“HoloLens 1”型進(jìn)行建模
本使用案例演示了一個(gè)簡(jiǎn)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(chǎng)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)。
展開(kāi) VirtualLab：AR&MR光波導(dǎo)器件的仿真研究
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(lái)越受歡迎。為了對(duì)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。
使用光波導(dǎo)元件對(duì)“HoloLens 1”型進(jìn)行建模
本使用案例演示了一個(gè)簡(jiǎn)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(chǎng)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)。
展開(kāi) 光波導(dǎo)：主流AR眼鏡的核心顯示技術(shù)
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光波導(dǎo)，因其輕薄和外界光線的高穿透特性而被認(rèn)為是消費(fèi)級(jí)AR眼鏡的必選光學(xué)方案，又因其價(jià)格高和技術(shù)門檻高讓人望而卻步。
隨著主流AR設(shè)備微軟HoloLens2、Magic Leap One等對(duì)光波導(dǎo)技術(shù)的采用和設(shè)備量產(chǎn)，以及AR光學(xué)模組廠商DigiLens、耐德佳、靈犀微光等近期融資消息的頻繁披露，導(dǎo)致光波導(dǎo)的討論熱度也持續(xù)增加了不少。
那么，光波導(dǎo)的工作原理是怎樣的？
市面上林林總總的陣列光波導(dǎo)、幾何光波導(dǎo)、衍射光波導(dǎo)、全息光波導(dǎo)、多層光波導(dǎo)又有什么不同？
它又是如何一步步改變AR眼鏡市場(chǎng)格局的？
我們更看好哪一種光波導(dǎo)技術(shù)，為什么？
接下來(lái)，就讓Rokid R-lab光學(xué)研究科學(xué)家、美國(guó)加州伯克利大學(xué)電子工程系博士李琨為你娓娓道來(lái)。
李琨，浙江大學(xué)光電系本科畢業(yè)，美國(guó)加州伯克利大學(xué)電子工程系博士畢業(yè)，主要研究方向包括光學(xué)成像系統(tǒng)、光電子器件、半導(dǎo)體激光器和納米技術(shù)等?，F(xiàn)就職位于美國(guó)舊金山灣區(qū)的Rokid R-lab，擔(dān)任光學(xué)研究科學(xué)家和多個(gè)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。
光波導(dǎo)，
一個(gè)應(yīng)AR眼鏡需求而生的光學(xué)方案
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)與虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)是近年來(lái)廣受關(guān)注的科技領(lǐng)域，它們的近眼顯示系統(tǒng)都是將顯示器上的像素， 通過(guò)一系列光學(xué)成像元件形成遠(yuǎn)處的虛像并投射到人眼中。
展開(kāi) AR光波導(dǎo)：空間漸變光柵設(shè)計(jì)
Lumerical FDTD 窗口會(huì)自動(dòng)建立鏈接，隨后 3D Layout 將如下圖所示：
如果進(jìn)行光線追跡，我們可以在探測(cè)器中看到如下所示的結(jié)果：
此外，在附件文件中，用戶還可以找到更多應(yīng)用示例，包括 AR 波導(dǎo)、Flash LiDAR 以及曲面上的光柵。
Appendix - 自定義你的光柵
請(qǐng)注意，如果光柵文件（.fsp）設(shè)置不正確，可能會(huì)導(dǎo)致仿真失敗。我們已提供故障排查步驟，用于檢查 .fsp 文件中可能存在的問(wèn)題。
每個(gè)周期單元中的光柵幾何結(jié)構(gòu)都需要在 Lumerical 的 .fsp 文件中進(jìn)行定義。在動(dòng)態(tài)工作流程中，OpticStudio 會(huì)自動(dòng)調(diào)用該 Lumerical .fsp 文件，應(yīng)用由 OpticStudio 傳入的參數(shù)，然后計(jì)算電場(chǎng)響應(yīng)。建議 .fsp 文件名長(zhǎng)度小于 50。
如果用戶遵循以下規(guī)則，也可以自定義自己的參數(shù)化模型。
A.1 topcell
必須在 .fsp 文件中定義一個(gè)名為 “topcell” 的結(jié)構(gòu)組。
Structure group 是 Lumerical 中一種對(duì)象組類型。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，structure group 可以看作一個(gè)復(fù)合對(duì)象，它由多個(gè)基本結(jié)構(gòu)構(gòu)成，例如 Polygon 和 Rectangle。當(dāng)兩個(gè)結(jié)構(gòu)發(fā)生重疊時(shí)，其優(yōu)先級(jí)由對(duì)象的 mesh order 決定。
展開(kāi) VirtualLab：用于AR/MR的光波導(dǎo)足跡分析
?這一信息可用于確定相互作用的數(shù)量，并可作為在需要?jiǎng)?chuàng)建具有調(diào)制功能的光路時(shí)考慮適當(dāng)支撐點(diǎn)數(shù)量的基礎(chǔ)。后者在用例“光導(dǎo)上的光柵分析和光柵參數(shù)的平滑調(diào)制”中有更詳細(xì)的解釋。
文件信息
延伸閱讀
-光導(dǎo)上的光柵分析和光柵參數(shù)的平滑調(diào)制
-光導(dǎo)的結(jié)構(gòu)
-具有光導(dǎo)元件的“HoloLens 1”型布局的建模
-光導(dǎo)布局設(shè)計(jì)工具
-k域布局可視化
-具有1D-1D光瞳擴(kuò)展器和真實(shí)光柵的光導(dǎo)模擬
AR和MR光波導(dǎo)器件耦合光柵的優(yōu)化
連續(xù)調(diào)制光柵區(qū)域光波導(dǎo)的優(yōu)化
在下面的例子中，您可以看到這些工具中的一些發(fā)揮作用：
快速物理光學(xué)軟件VirtualLab Fusion通過(guò)其波導(dǎo)工具箱提供了一系列方便的工具，可在設(shè)計(jì)過(guò)程中幫助光學(xué)工程師。例如用于光柵結(jié)構(gòu)配置的用戶友好的工作流程，用于光柵分析的嚴(yán)格傅里葉模態(tài)算法(FMM)，以及參數(shù)優(yōu)化方法和一些針對(duì)光波導(dǎo)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。
本周，我們將繼續(xù)深入討論這個(gè)話題，看看光波導(dǎo)系統(tǒng)耦合光柵的優(yōu)化。由于它們的尺寸小和自由參數(shù)很多的特點(diǎn)，這些任務(wù)眾所周知地極具挑戰(zhàn)性。
在上周的通訊中，我們強(qiáng)調(diào)了分析基于光波導(dǎo)的增強(qiáng)和混合現(xiàn)實(shí)(AR & MR)設(shè)備的一些挑戰(zhàn)。
連續(xù)調(diào)制光柵區(qū)域光波導(dǎo)的優(yōu)化
我們演示了針對(duì)特定入射方向優(yōu)化矩形光柵的設(shè)計(jì)流程，以獲得特定衍射級(jí)次的最大效率。
展開(kāi) 
VirtualLab Fusion：用于AR/MR的光波導(dǎo)足跡分析
? 這一信息可用于確定相互作用的數(shù)量，并可作為在需要?jiǎng)?chuàng)建具有調(diào)制功能的光路時(shí)考慮適當(dāng)支撐點(diǎn)數(shù)量的基礎(chǔ)。后者在用例“光導(dǎo)上的光柵分析和光柵參數(shù)的平滑調(diào)制”中有更詳細(xì)的解釋。
文件信息
VirtualLab：AR和MR光波導(dǎo)器件耦合光柵的優(yōu)化
在上周的通訊中，我們強(qiáng)調(diào)了分析基于光波導(dǎo)的增強(qiáng)和混合現(xiàn)實(shí)(AR & MR)設(shè)備的一些挑戰(zhàn)。我們將繼續(xù)深入討論這個(gè)話題，看看光波導(dǎo)系統(tǒng)耦合光柵的優(yōu)化。由于它們的尺寸小和自由參數(shù)很多的特點(diǎn)，這些任務(wù)眾所周知地極具挑戰(zhàn)性。
快速物理光學(xué)軟件VirtualLab Fusion通過(guò)其波導(dǎo)工具箱提供了一系列方便的工具，可在設(shè)計(jì)過(guò)程中幫助光學(xué)工程師。例如用于光柵結(jié)構(gòu)配置的用戶友好的工作流程，用于光柵分析的嚴(yán)格傅里葉模態(tài)算法(FMM)，以及參數(shù)優(yōu)化方法和一些針對(duì)光波導(dǎo)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。
在下面的例子中，您可以看到這些工具中的一些發(fā)揮作用：
連續(xù)調(diào)制光柵區(qū)域光波導(dǎo)的優(yōu)化
本例演示了如何通過(guò)EPE和外耦合器區(qū)域連續(xù)變化的光柵占空因子來(lái)優(yōu)化光波導(dǎo)，以實(shí)現(xiàn)眼動(dòng)范圍內(nèi)足夠的橫向均勻性。
單入射方向光波導(dǎo)耦合光柵的優(yōu)化
我們演示了針對(duì)特定入射方向優(yōu)化矩形光柵的設(shè)計(jì)流程，以獲得特定衍射級(jí)次的最大效率。
展開(kāi) ZEMAX | 模擬 AR 系統(tǒng)中的全息光波導(dǎo)：第二部分
AR 系統(tǒng)通常使用全息圖將光耦合到波導(dǎo)中。本文展示了如何繼續(xù)改進(jìn) 本系列文章的第一部分 （點(diǎn)擊查看）中建模的初步設(shè)計(jì)。
作者 Sean Lin and Michael Cheng
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簡(jiǎn)介
AR 是一種允許屏幕上的虛擬世界與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景結(jié)合并交互的技術(shù)。
本文演示了如何繼續(xù)改進(jìn)在文章模擬 AR 系統(tǒng)中的全息光波導(dǎo)：第一部分中的系統(tǒng)。
優(yōu)化系統(tǒng)
從第一部分文章的優(yōu)化得到的最后系統(tǒng)開(kāi)始優(yōu)化，我們需要進(jìn)一步提高其光學(xué)性能。首先，讓我們收緊規(guī)格參數(shù)：
設(shè)置入瞳直徑 = 4 mm
放大 FOV 到 +/- 8度
使波導(dǎo)薄于6 mm，如下所示
這時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)我們?cè)噲D收緊設(shè)計(jì)參數(shù)時(shí)，設(shè)計(jì)將會(huì)變得不切實(shí)際。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們需要限制設(shè)計(jì)參數(shù)，以確保光線遵循滿足物理意義的路徑。我們將使用評(píng)價(jià)函數(shù)中的相關(guān)操作數(shù)強(qiáng)制執(zhí)行以下 3 個(gè)條件：
當(dāng)光線應(yīng)該在波導(dǎo)內(nèi)部時(shí)，它們不能在波導(dǎo)外部傳播
光線不能到達(dá)全息面的后方
光線必須從波導(dǎo)管的頂部射出而不撞擊側(cè)面
為了便于優(yōu)化，我們首先在表面 13（設(shè)置材料為 PMMA）之后添加一個(gè)虛擬面。這個(gè)曲面將被用作一個(gè)參考曲面，以確保系統(tǒng)的幾何形狀是正確的。
展開(kāi) VirtualLab AR：使用光波導(dǎo)元件模擬“HoloLens 1”型布局
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)或波導(dǎo)配置，并結(jié)合微觀結(jié)構(gòu)來(lái)耦合光的進(jìn)入和輸出。VirtualLab Fusion技術(shù)能夠通過(guò)應(yīng)用我們獨(dú)特的物理光學(xué)方法對(duì)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(guò)建立一個(gè)簡(jiǎn)單的“HoloLens 1”型（1D-1D出瞳放大器）布局模型來(lái)演示這種能力，該設(shè)備能夠在32°×18°的視場(chǎng)下引導(dǎo)光傳輸。
建模任務(wù)
光波導(dǎo)的工作原理
光波導(dǎo)使用內(nèi)部全反射(TIR)來(lái)“捕獲”光波導(dǎo)板內(nèi)的光。為此，采用光柵耦合入射和出射光，并確保滿足內(nèi)部全反射條件。
出瞳放大光柵的功能是在某一個(gè)方向上(這里是x方向)復(fù)制耦合的光瞳，以擴(kuò)散出瞳，或者換句話說(shuō)生成人眼觀察區(qū)域。
在這種類型的設(shè)置中，輸出耦合光柵不僅負(fù)責(zé)將光輸出耦合到觀察者，而且還負(fù)責(zé)光瞳在第二個(gè)方向(這里是y方向)的擴(kuò)散。
這種分離式的光瞳擴(kuò)散是“HoloLens 1”型布局的特征。
布局設(shè)計(jì)工具
為了設(shè)置這種光波導(dǎo)的橫向布局，可以使用VirtualLab的Layout Design工具（僅在光波導(dǎo)工具箱中可用）。
此使用案例的參數(shù)對(duì)應(yīng)于默認(rèn)配置。
該工具根據(jù)給定的規(guī)格的入射光和人眼觀察區(qū)域提供了一個(gè)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(dòng)設(shè)置的。
定義參數(shù)后，單擊“創(chuàng)建結(jié)果”按鈕，然后會(huì)創(chuàng)建出光學(xué)參數(shù)設(shè)置和相應(yīng)的k布局圖。
查看k布局
k布局圖可以與光波導(dǎo)系統(tǒng)一起作為布局設(shè)計(jì)工具的副產(chǎn)品創(chuàng)建，也可以通過(guò)菜單中的條目獨(dú)立生成。
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