波導(dǎo)光學(xué)仿真的案例
國產(chǎn)光學(xué)軟件突破 | 3D可視化衍射光波導(dǎo)仿真
原文信息
原文標(biāo)題：“基于光線場(chǎng)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(shì)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(chǎng)追跡完成仿真，并與國外商業(yè)軟件結(jié)果對(duì)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(shì)。其投影光學(xué)系統(tǒng)焦距 14.5 mm，對(duì)角線視場(chǎng)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(duì)比，結(jié)果充分證明了該國產(chǎn)模塊的精度與可靠性。
展開 活動(dòng)報(bào)名 | 共探微納光學(xué)未來 — OAS光學(xué)軟件光波導(dǎo)+超表面解決方案交流會(huì)
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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 基于comsol的光學(xué)環(huán)形波導(dǎo)諧振腔，三環(huán)諧振
三圓環(huán) 波導(dǎo)諧振.rar
（轉(zhuǎn)載至：百度百科、comsol官網(wǎng)）
最簡(jiǎn)單的光環(huán)諧振器由直波導(dǎo)和環(huán)形波導(dǎo)組成。波導(dǎo)互相靠近放置，使得光在兩個(gè)結(jié)構(gòu)之間相互影響。如果環(huán)周圍的傳播長度是波長的整數(shù)倍，則場(chǎng)發(fā)生諧振，并在環(huán)中形成一個(gè)強(qiáng)場(chǎng)。
一部分光在環(huán)形波導(dǎo)周圍傳播后，重新與直波導(dǎo)耦合，并干涉入射光。在諧振時(shí)，可以獲得完全相消干涉，而沒有透射光，使得光環(huán)諧振器成為理想陷波濾波器，阻止諧振波長的光。
光環(huán)諧振器是光子集成電路中具有研究價(jià)值的構(gòu)件。由于在硅光子等集成電路中具有高折射率對(duì)比度，因此可以制造非常小的電路。
本次模型，三環(huán)波導(dǎo)諧振腔，設(shè)置了不同的半徑R，三個(gè)圓環(huán)將在不同的三個(gè)波長下出現(xiàn)諧振耦合，如下動(dòng)圖中出現(xiàn)的波峰。
模型文件在文中開頭，需要的可以下載，加密文件如需密碼可以私信我。謝謝。
展開 AR衍射光波導(dǎo)設(shè)計(jì)遇瓶頸，OAS 光學(xué)軟件來破局
AR 衍射光波導(dǎo)的設(shè)計(jì)仿真與分析
簡(jiǎn)介
目前 AR 衍射光波導(dǎo)發(fā)展迅速，對(duì)于衍射光波導(dǎo)的設(shè)計(jì)與仿真也在整體設(shè)計(jì)中起到重要的作用。本文重點(diǎn)介紹國產(chǎn)光學(xué)軟件 OAS (Optical Advanced Software) 對(duì) AR 衍射光波導(dǎo)的設(shè)計(jì)與仿真分析，可以同時(shí)分析宏觀的幾何光線追跡和微觀衍射光柵的跨尺度仿真，分析整體系統(tǒng)的傳輸效率及成像效果。
1.AR 衍射光波導(dǎo)系統(tǒng)
下圖為 AR 衍射光波導(dǎo)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)視圖，包括一維光柵光波導(dǎo)和二維光柵光波導(dǎo)，從波導(dǎo)的法向方向查看，對(duì)于一維光柵波導(dǎo)，入射光通過耦入光柵耦入進(jìn)波導(dǎo)進(jìn)行全反射的傳播，然后通過轉(zhuǎn)向光柵改變光在波導(dǎo)中的傳播方向并進(jìn)行擴(kuò)瞳，最后通過耦出光柵將波導(dǎo)的光耦出到人眼并進(jìn)行成像。對(duì)于二維光柵波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，由于二維光柵的衍射特性，可以同時(shí)起到耦出和擴(kuò)瞳的作用，因此該結(jié)構(gòu)可以只使用兩個(gè)光柵來進(jìn)行波導(dǎo)的設(shè)計(jì)，可以進(jìn)一步縮小波導(dǎo)的體積，便于集成化的設(shè)計(jì)。
圖1.1 衍射光波導(dǎo)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)視圖（波導(dǎo)法向視圖）。(a) L型三分區(qū)一維光柵波導(dǎo)；(b) 二維光柵波導(dǎo)
2.光柵設(shè)計(jì)
AR 設(shè)計(jì)中不同光柵的作用不同，相對(duì)的，光柵的工作級(jí)次和周期等參數(shù)也有所不同。光柵對(duì)入射光波長的敏感性，不同參數(shù)下對(duì)應(yīng)的光柵工作級(jí)次的衍射效率等都是需要考慮的指標(biāo)。下述為常見光柵設(shè)計(jì)的方法。
對(duì)于工作波長450nm的藍(lán)光，光源介質(zhì)為空氣入射到光柵上，光柵基底材料為熔融石英，考慮其透射+1級(jí)的衍射效率。對(duì)于如下所示的鋸齒光柵。
圖2.1 鋸齒光柵結(jié)構(gòu)示意圖
對(duì)于這樣的一個(gè)初始結(jié)構(gòu)的選擇，可以在 OAS 軟件中進(jìn)行相應(yīng)的建模和仿真。確定入射光的波長和方向（入射角為0°），鋸齒光柵的初始結(jié)構(gòu)，周期350nm，最后便是對(duì)軟件中探測(cè)器的建立，整體的光柵系統(tǒng)用于分析光柵的性能。
展開 
AR/VR衍射光波導(dǎo)性能提升遇阻？OAS光學(xué)軟件有方法
衍射波導(dǎo)準(zhǔn)直系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例
簡(jiǎn)介
在現(xiàn)代光學(xué)顯示技術(shù)中，衍射光波導(dǎo)系統(tǒng)因其獨(dú)特的光學(xué)性能和緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。本案例聚焦于衍射波導(dǎo)準(zhǔn)直系統(tǒng)，旨在通過 OAS 光學(xué)軟件深入探究其光學(xué)性能，為系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供有力依據(jù)。
OAS 軟件在案例中的應(yīng)用
光波導(dǎo)設(shè)計(jì)
利用OAS的布局設(shè)置，更改光波導(dǎo)的需求參數(shù)，OAS可以直接生成相應(yīng)初始光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，包含光源、耦入光柵、耦出光柵、轉(zhuǎn)向光柵、眼盒等。設(shè)置好入射光的波長，光線尺寸等光線信息，光源到光波導(dǎo)的距離、視場(chǎng)、入射光介質(zhì)、眼盒的尺寸、光波導(dǎo)材料，耦入耦出光柵的方向周期等等一系列參數(shù)，能夠通過內(nèi)部算法計(jì)算得出。后續(xù)還有K空間可視化、光柵足跡分析、結(jié)果查看、PSF/MTF分析等。
光線追跡分析
利用 OAS 光學(xué)軟件對(duì)該衍射光波導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行光線追跡模擬。如圖所示，在完成光線追跡后，清晰展示了光線在整個(gè)系統(tǒng)中的傳播軌跡，包括從光源發(fā)出，經(jīng)過一系列光學(xué)組件，最終進(jìn)入衍射光波導(dǎo)部分的全過程。這一過程幫助研究人員準(zhǔn)確把握光線走向，為后續(xù)分析奠定基礎(chǔ)。
像面輻照度分布分析
OAS 軟件進(jìn)一步對(duì)像面的輻照度分布進(jìn)行分析，結(jié)果以對(duì)數(shù)（lg）形式呈現(xiàn)于圖中。輻照度分布反映了像面上不同位置接收到的光能量密度。通過對(duì)像面輻照度分布的分析，能夠清晰了解系統(tǒng)成像的均勻性以及能量分布情況。
案例結(jié)果分析
雜散光現(xiàn)象
在輻照度圖上，可觀察到存在少量雜散光。雜散光的出現(xiàn)會(huì)降低系統(tǒng)成像的對(duì)比度和清晰度，對(duì)系統(tǒng)的性能產(chǎn)生不利影響。因此，準(zhǔn)確識(shí)別雜散光來源并加以解決是優(yōu)化光學(xué)系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。
雜散光來源剖析
經(jīng)深入分析，這些雜散光主要來源于透鏡準(zhǔn)直系統(tǒng)。
展開 光波導(dǎo)設(shè)計(jì)“避坑指南”：90%工程師踩過的坑，OAS光學(xué)軟件提前規(guī)避
02/光學(xué)軟件在“四大瓶頸”中的困難
四大技術(shù)瓶頸的破解，離不開專業(yè)光學(xué)軟件的支撐，但當(dāng)前主流光學(xué)軟件在適配光波導(dǎo)場(chǎng)景、解決核心瓶頸時(shí)，存在諸多難以突破的困難，成為工程師設(shè)計(jì)過程中的主要“坑點(diǎn)”。
? 跨尺度仿真斷層，精度與效率失衡
? 光柵優(yōu)化與色散分析能力不足
? 雜散光分析與工藝適配不足
? 行業(yè)適配性差且缺乏自主可控能力
03/OAS光學(xué)軟件精準(zhǔn)規(guī)避設(shè)計(jì)陷阱
（OAS光學(xué)軟件主界面）
? 跨尺度耦合仿真，平衡三大核心指標(biāo)
OAS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。
? 精準(zhǔn)色散校正，消除色偏與彩虹效應(yīng)
針對(duì)全彩化過程中的色偏、彩虹效應(yīng)，OAS軟件內(nèi)置偏振與色散專項(xiàng)分析模塊，可精準(zhǔn)模擬RGB三色光的傳播特性與色散規(guī)律，生成針對(duì)性校正方案。
? 提前規(guī)避隱患，適配國內(nèi)量產(chǎn)工藝
OAS光學(xué)軟件為國產(chǎn)自主研發(fā)，無授權(quán)限制，解決“卡脖子”與成本偏高問題。內(nèi)置海量材料庫與多種波導(dǎo)模板，一鍵生成初始模型，將建模周期大幅縮短。
04/總結(jié)
光波導(dǎo)行業(yè)正處于高速發(fā)展的關(guān)鍵階段，四大核心技術(shù)瓶頸是行業(yè)普及的主要障礙，而傳統(tǒng)光學(xué)軟件在破解這些瓶頸時(shí)的諸多困難，更是讓多數(shù)的光學(xué)工程師陷入設(shè)計(jì)陷阱。
OAS是一款立足國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈需求，以簡(jiǎn)潔、高效、專業(yè)的核心功能，幫助工程師規(guī)避各類隱患的光學(xué)軟件。
展開 通過在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器衍射光波導(dǎo)中插入光學(xué)中間層實(shí)現(xiàn)角度選擇性衍射效率增強(qiáng)
傳統(tǒng)的入射耦合光柵設(shè)計(jì)僅致力于提高一階衍射效率，卻未考慮光波導(dǎo)中衍射光的多次相互作用，因此存在不足。本研究中，為優(yōu)化耦合光柵設(shè)計(jì)，引入了入射耦合表面浮雕光柵的背耦合損耗（BCL），以及到達(dá)出射耦合光柵的光功率與入射光功率的比值（定義為波導(dǎo)光效率，OEW）。通過在波導(dǎo)與光柵之間插入中間層，我們展示了一種兼具獨(dú)特角度選擇性與高衍射效率的簡(jiǎn)單有效的方案。引入?yún)^(qū)域選擇性氟化鎂（MgF?）中間層后，在 40° 視場(chǎng)角下，優(yōu)化后的平均波導(dǎo)光效率從 8.02% 提升至 8.34%，其均勻性從 24.83% 提升至 35.02%。
AR-HUD 光波導(dǎo)方案優(yōu)化難題待解？OAS 光學(xué)軟件來破局
設(shè)定系統(tǒng)的視野（FOV）目標(biāo)值為 30°×10°，虛擬圖像深度（VID）為 5m，以此為基準(zhǔn)調(diào)整各光學(xué)元件參數(shù)。在光線追跡參數(shù)設(shè)置中，定義光線數(shù)量為 10000 條，追跡精度設(shè)為 0.01mm，確保模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性。同時(shí)，考慮環(huán)境因素對(duì)系統(tǒng)的影響，設(shè)置環(huán)境光強(qiáng)度為 10000lux，模擬強(qiáng)光環(huán)境下的顯示效果，啟動(dòng) OAS 軟件的光線追跡功能，對(duì)光束在系統(tǒng)中的傳播過程進(jìn)行模擬。
（反射投影式）
（直接顯示式）
總結(jié)
本案例通過 OAS 光學(xué)軟件對(duì) AR - HUD 光波導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行全面模擬與分析，充分驗(yàn)證了光波導(dǎo)技術(shù)在解決當(dāng)前 AR - HUD 技術(shù)瓶頸方面的顯著優(yōu)勢(shì)。未來，隨著 OAS 光學(xué)軟件功能的不斷完善與光波導(dǎo)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，AR - HUD 系統(tǒng)有望實(shí)現(xiàn)更高效、更優(yōu)質(zhì)的顯示效果，推動(dòng)智能駕駛交互技術(shù)邁向新的高度。
展開 利用RSoft的BPM算法對(duì)光波導(dǎo)和簡(jiǎn)單光波導(dǎo)器件進(jìn)行仿真 ￥15
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(chǎng)合。本課程主要使用RSoft算法集中的BPM算法對(duì)光波導(dǎo)和簡(jiǎn)單光波導(dǎo)器件進(jìn)行仿真計(jì)算，從而對(duì)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(duì)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(duì)它進(jìn)行設(shè)置，滿足我們?cè)O(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。
展開 [VirtualLab論文] 通過在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器衍射光波導(dǎo)中插入光學(xué)中間層實(shí)現(xiàn)角度選擇性衍射效率
傳統(tǒng)的入射耦合光柵設(shè)計(jì)僅致力于提高一階衍射效率，卻未考慮光波導(dǎo)中衍射光的多次相互作用，因此存在不足。本研究中，為優(yōu)化耦合光柵設(shè)計(jì)，引入了入射耦合表面浮雕光柵的背耦合損耗（BCL），以及到達(dá)出射耦合光柵的光功率與入射光功率的比值（定義為波導(dǎo)光效率，OEW）。通過在波導(dǎo)與光柵之間插入中間層，我們展示了一種兼具獨(dú)特角度選擇性與高衍射效率的簡(jiǎn)單有效的方案。引入?yún)^(qū)域選擇性氟化鎂（MgF?）中間層后，在 40° 視場(chǎng)角下，優(yōu)化后的平均波導(dǎo)光效率從 8.02% 提升至 8.34%，其均勻性從 24.83% 提升至 35.02%。
2026 | OAS光學(xué)軟件-幾何光學(xué)與波動(dòng)光學(xué)跨尺度仿真
03/波動(dòng)光學(xué)
OAS 光學(xué)軟件的波動(dòng)光學(xué)分析功能，支持相干光束模擬，可精確分析光學(xué)系統(tǒng)、全面追跡偏振光線，并檢查光束振幅、相位及偏振狀態(tài)。該功能支持光源至探測(cè)器的完整系統(tǒng)模擬，涵蓋高斯光束、透鏡、反射鏡等多元件，亦能模擬雙折射晶體、全息原理等復(fù)雜物理現(xiàn)象，助力復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化。
其采用創(chuàng)新光束追跡算法，突破傳統(tǒng)物理光學(xué)方法局限，在保證高精度的同時(shí)顯著提升分析效率。此外，該功能還支持物質(zhì)結(jié)構(gòu)測(cè)量與表面缺陷檢測(cè)，提升顯微鏡 / 望遠(yuǎn)鏡成像質(zhì)量，并借助相位信息實(shí)現(xiàn)高精度 3D 成像；矢量場(chǎng)傳播技術(shù)則在光通信、激光加工等領(lǐng)域起關(guān)鍵作用，為多模光纖等應(yīng)用提供精準(zhǔn)光束控制方案。
光柵解決方案
軟件的光柵解決方案支持多種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（方波全息光柵、閃耀光柵等），涵蓋納米至毫米級(jí)特征尺寸，適用于衍射光柵、光伏系統(tǒng)等場(chǎng)景。可計(jì)算衍射效率、近場(chǎng)分布、偏振特性等參數(shù)，支持全息光柵、光子晶體等定制特性分析與優(yōu)化。用戶可導(dǎo)入測(cè)量數(shù)據(jù)或自定義高度輪廓，靈活設(shè)計(jì)光柵結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高效精準(zhǔn)的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
光波導(dǎo)解決方案
軟件提供光波導(dǎo)解決方案，可以自動(dòng)生成衍射光波導(dǎo)初始模型，提供k空間可視化，足跡分析，衍射效率優(yōu)化和PSF&MTF分析等功能。
干涉光學(xué)解決方案
軟件的干涉光學(xué)支持多種經(jīng)典干涉實(shí)驗(yàn)?zāi)M，包括楊氏雙縫干涉、牛頓環(huán)、楔形玻璃等厚干涉、玻璃平板等傾干涉及邁克爾遜干涉儀，為光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析提供全面支持。
衍射光學(xué)解決方案
軟件支持幾何法與傅里葉迭代算法求解衍射光學(xué)元件（DOE）相位分布，用戶可定義輸入場(chǎng)（如高斯光束）與目標(biāo)場(chǎng)（如超級(jí)高斯光束）。
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[NEWSLETTER] 光波導(dǎo)仿真的新功能
隨著2023.1版本的發(fā)布，一整套有趣的新特性被添加到快速物理光學(xué)建模和設(shè)計(jì)軟件VirtualLab Fusion。貼合發(fā)布的主題之一——“探測(cè)器革命”——我們提出了新的工具，通過新的通用探測(cè)器和各種有用的附加組件來提取關(guān)于您的光學(xué)系統(tǒng)的信息。
我們想強(qiáng)調(diào)特別是光波導(dǎo)工具箱的新功能——我們?yōu)樵鰪?qiáng)和混合現(xiàn)實(shí)（AR & MR）應(yīng)用感興趣的人提供的首選工具，比如近眼顯示的設(shè)計(jì)和分析。隨著新版本的發(fā)布，用戶可以訪問一個(gè)徹底更新的均勻性探測(cè)器，它現(xiàn)在包括用于計(jì)算均勻性的圖形表示，以便更方便地使用。此外，我們還增加了一個(gè)全新的探測(cè)器附加組件，旨在與探測(cè)器共享來自光波導(dǎo)的信息。在它的幫助下，用戶現(xiàn)在可以檢測(cè)到光波導(dǎo)內(nèi)的電場(chǎng)，并看到疊加在結(jié)果上的光柵區(qū)域。欲了解更多信息，請(qǐng)查看下面的文件。
光波導(dǎo)系統(tǒng)的均勻性探測(cè)器
對(duì)于AR/MR器件領(lǐng)域的光導(dǎo)系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià)，眼盒內(nèi)光分布的橫向均勻性是最重要的參數(shù)之一。這個(gè)用例展示了如何在VirtualLab Fusion中使用均勻性檢測(cè)器。
在光波導(dǎo)結(jié)果中可視化光柵區(qū)域
在這個(gè)用例中，我們演示了一個(gè)通用探測(cè)器的探測(cè)器附加組件，它將光波導(dǎo)光柵區(qū)域的可視化的光疊加在場(chǎng)數(shù)據(jù)之上。
展開 Ansys Lumerical | 鈮酸鋰熱調(diào)制波導(dǎo)仿真
溫度相關(guān)的調(diào)制斜率
二次諧波轉(zhuǎn)換效率定義如下：
其中，P1和P2分別代表基模和二次諧波的功率，L是波導(dǎo)的長度，生成效率具有 Sinc 函數(shù)相關(guān)性，其他參數(shù)定義如下：
為了計(jì)算方便，我們上述部分參數(shù)直接取自參考文獻(xiàn)[1]，通過Python計(jì)算可得到如下圖的二次諧波生成效率。
參考文獻(xiàn)：
[1] R. Luo, Y. He, H. Liang, M. Li, and Q. Lin, "Highly tunable efficient second-harmonic generation in a lithium niobate nanophotonic waveguide," Optica 5, 1006(2018). https://doi.org/10.1364/OPTICA.5.001006
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展開 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 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)。
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