全息光學元件
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-05
全息光學元件的實例教程
不同于利用準直透鏡和錐透鏡的傳統方法，我們設計了一個集透鏡和錐透鏡功能于一體的全息光學元件(HOE)。這種光路是在VirtualLab Fusion中內置的。我們檢查了HOE的功能并檢查了HOE背后的光場演變。
建模任務
HOE的功能
HOE后不同位置的場
X-Z截面上的強度分布
走進VirtualLab Fusion
VirtualLab Fusion的工作流程
?通過編程定義定制的HOE功能
?正確地設置傅里葉變換
-傅里葉變換設置 – 案例討論 [用例]
?通過參數運行檢查不同參數的影響
-參數運行文件的使用 [用例]
VirtualLab Fusion技術
文件信息
延伸閱讀
-圓頂錐透鏡產生貝塞爾光束的建模
展開 不同于利用準直透鏡和錐透鏡的傳統方法，我們設計了一個集透鏡和錐透鏡功能于一體的全息光學元件(HOE)。這種光路是在VirtualLab Fusion中內置的。我們檢查了HOE的功能并檢查了HOE背后的光場演變。
建模任務
HOE的功能
HOE后不同位置的場
X-Z截面上的強度分布
走進VirtualLab Fusion
VirtualLab Fusion的工作流程
? 通過編程定義定制的HOE功能
? 正確地設置傅里葉變換
- 傅里葉變換設置 – 案例討論 [用例]
? 通過參數運行檢查不同參數的影響
- 參數運行文件的使用 [用例]
VirtualLab Fusion技術
文件信息
延伸閱讀
- 圓頂錐透鏡產生貝塞爾光束的建模
展開 圖2.用于光譜分裂的全息光柵-透鏡CPV幾何結構。原理圖（a）、臺面和室外（可見光范圍）演示原型（分別為b和c）
光柵-透鏡光譜分離結構由位于平凸透鏡的入口孔徑處的平面透射光柵組成。入射光譜的一部分離軸（在15-30°）衍射到透鏡中。未被全息衍射的光在軸上進入透鏡，并在近軸焦點處會聚。衍射光譜分量進入透鏡離軸并且分散在這樣一個表面（對應透鏡的場曲和全息圖的色散特性的表面上）[4]。
光譜分裂系統可以使用具有高光學效率以及良好的反射和透射光譜特性的反射濾波器來實現，如圖1（a）所示。盡管已經展示了具有二向色性[5,6]和全息反射濾波器[7]的系統，但是它們具有以下缺點：
? 反射方法需要至少N-1個N結濾波器[5,6]，增加了系統復雜性，追跡靈敏度降低了可靠性。
? 反射方法需要頻譜分裂濾波器在集中照明下操作，以最小化濾波器的所需面積和成本。
? 二向色濾波器用于聚光結構的性能隨著非垂直入射光束而降低[8]。
使用圖2（a）中所示的光柵-透鏡幾何結構可以避免這些問題，用單個寬帶濾波器進行聚光之前分離光譜，從而減小了濾波器上的入射角和功率密度。此外，大型全息光學元件可以使用廉價的材料制造，例如重鉻酸鹽明膠（DCG）[9,10]和光聚合物[11]。
2. 光譜分裂評價函數
在本節中，定義了評估整個系統及其各個組件的頻譜性能的度量。
2.1 光譜轉換效率
每個能隙的效率用光譜轉換效率（SCE）定義：
（1）
其中有光譜響應（SR）、開路電壓（VOC）和填充因子（FF）（電池參數）[12]。SCE在AM1.5太陽光譜的所有波長上的積分，可得到給定電池總的光-電轉換效率：
（2）
其中ηi*是全光譜（未濾光）照明EAM1.5下的電池的效率[3]。
展開 研究人員在美國光學會雜志《Applied Optics》上，展示了一種平視顯示器功能原型，它采用全息光學元件實現的眼動范圍，比沒有全息元件的眼動范圍要大很多。研究人員稱，他們的方案可以在幾年之內轉化為商用產品，也會用于增加顯示面積。
論文的第一作者，Blanche 實驗室的博士生 Colton Bigler 表示：“在傳統的平視顯示器中，增加眼動范圍或者顯示圖像，需要增加投影光學器件、中繼鏡（ relay lenses）以及所有相關光學器件的尺寸，這樣會占據儀表盤過多的空間。而我們使用全息技術，不是依賴傳統的光學器件，而是制造出一種超薄的光學器件，最終可以直接應用到擋風玻璃上。”
技術
激光相互作用，可用于制造全息圖像，防止信用卡偽造。然而，同樣的技術也可以采用光敏材料，來制造透鏡和濾鏡等光學元件。這些全息元件不僅比傳統光學元件要小，而且可以大規模量產，因為它們易于制造。
對于新型平視顯示器來說，全息光學元件可以將光線，從小型圖像重定向到一片玻璃上。光線局限在那里，直到到達另一個全息光學元件中，這個全息光學元件會提取光線。提取出的全息圖像，代表了更大的眼動范圍上的可視圖像，其尺寸比原始圖像要更大。
下圖所示：這種新型平視顯示器使用全息光學元件將圖像注入到玻璃或者波導中（左）。光線進入玻璃并在前后邊緣之間來回反射，直到它到達另外一個全息元件，該全息元件會提取每次反射中少部分離開玻璃的光線（右）。提取出的全息圖像創造出一個可視圖像，每次反射都按比例地增加了圖像的眼動范圍。
（圖片來源： Pierre-Alexandre Blanche / 亞利桑那大學）
價值
Blanche 表示：“我們正在與霍尼韋爾合作開發的用于航空器的顯示器，就像在汽車中使用的那些一樣簡單。我們方案無需昂貴的實驗設備以及開發新材料。
展開 ，以下簡稱為“JDI”）在今年五月份于美國召開的“SID Display Week 2022”上，做了有關“采用了偏光激光背光和全息圖（Holographic）光學系統的輕薄型HMD（頭戴式顯示屏，Helmet Mounted Display）”的演講。
JDI依靠新技術將HMD里搭載的光學系統做得更輕薄，從而縮短了LCD圖像顯示和眼睛之間的距離，該技術為HMD的輕量化、薄型化作出了貢獻。此次，針對JDI的技術內容和未來展望，電子Device產業新聞采訪了JDI研發總部材料研發部材料研發第一課的高橋泰哲先生。
研發總部材料研發部材料研發第一課，高橋泰哲先生。（圖片出自：電子Device產業新聞）
Q：2020年，美國Meta公司發布了一款采用了全息光學系統的薄型HMD。該設備采用“Pancake”的光學結構，采用全息光學元件、激光背光LCD，屬全球首例。
高橋：為減輕因長時間佩戴HMD引起的疲勞感和壓力，亟待需要將HMD做得像太陽鏡一樣輕薄。美國Meta公司已經發布解決上述課題的技術。JDI也通過采用偏光激光背光技術和全息光學元件（Holographic Optical Elements，以下簡稱為：“HOE”），解決了“Pancake”光學結構和激光背光組合表現出的光利用率低的問題。
“Pancake”光學結構相當于傳統的光學鏡片（Lens），該方案利用兩片1/4λ波長板、凹面半反鏡（Half Mirror）和凹面狀的反射偏光片等材料控制偏光狀態，從而獲得約3倍的光路長度。利用該系統可縮短從LCD到人眼的光（圖像）的距離。
Q：請介紹以下貴司的技術。
高橋：JDI在2020年發布了一款可提高激光背光LCD光利用率的偏光激光背光。
展開 
全息光學元件的相關專題、標簽、搜索
全息光學元件的最新內容
摘要
光柵是光學中最常用的衍射元件之一。如今，它們經常被用于復雜的系統中，并與其他元件一起工作。在這種情況下，非常需要將光柵不僅僅是作為孤立的元件來模擬，而是與系統的其余部分結合，以評估整個系統性能。VirtualLab Fusion提供了一個獨特的光柵元件，允許在光路中輕松地包含各種不同形狀的光柵，無論是一維周期光柵(層狀)，二維周期光柵，或體(布拉格)光柵。本用例介紹了該元件的功能，包括光柵級次的設置和堆棧的定位
簡介
全息照相依托光的干涉與衍射原理，以物光與參考光干涉條紋記錄物體振幅、相位全光波信息，可真實還原三維立體影像與空間景深。核心光路包含激光光源、分束器、照明與參考光路及記錄介質，廣泛用于三維顯示、精密計量、無損檢測、光學防偽等領域。本案例基于 OAS 波動光學模塊，完成全息記錄與再現全流程仿真，為系統設計、優化與評估提供專業工程支撐。
案例設置與操作
模型構建
基于 OAS
附件下載
聯系工作人員獲取附件
簡介
本文介紹了插入坐標斷裂曲面以允許光學元件的偏心和傾斜的過程。第一部分介紹坐標斷點曲面的作用，后續部分詳細提供了其正確使用方法的教學指導。最后介紹了用于傾斜和偏心光學元件的簡單內置工具。
坐標斷點曲面
在OpticStudio序列光線追跡模式中，表面輸入順序具有決定性作用。具體而言，透鏡數據編輯器（Lens Data Editor, LDE）
GLAD中二元光學元件建模4個月前
二元光學的優點——高衍射效率；獨特的色散性能；更多的設計自由度；寬廣的材料選擇；獨特的光學功能。
通常激光光強分布呈高斯型，而在許多實際應用中，需要將光強分布加以轉換，即光束整形，如呈平頂狀和環狀等。以往人們多用計算全息法實現環形分布，但衍射效率低，難于推廣。近年來人們開始研究二元光學元件(BOE)在光束整形方面的作用。二元光學元件是在計算機制全息圖和相息圖研究發展的基礎上
GLAD中二元光學元件建模4個月前
前言
通常激光光強分布呈高斯型，而在許多實際應用中，需要將光強分布加以轉換，即光束整形，如呈平頂狀和環狀等。以往人們多用計算全息法實現環形分布，但衍射效率低，難于推廣。近年來人們開始研究二元光學元件(BOE)在光束整形方面的作用。二元光學元件是在計算機制全息圖和相息圖研究發展的基礎上，利用計算機設計和微電子加工技術研制成的一種高效率的新型光學元件。由于它能靈活控制波前，因此在光束整形方面有著廣泛的應用前景
FRED中全息元件的建模5個月前
簡單2點HOE：
圖1.兩個結構光與全息表面，每個點都會發出一個球面波，在全息表面形成干涉
指定結構光的位置
圖2.在表面的局部坐標系中給出的坐標。衍射級數是明確的。
圖3.從結構光1追跡光線
為什么光線在結構光＃2處不能完美聚焦？因為入射波通過HOE的玻璃厚度是有畸變的。
圖4.從結構光#2追跡光線
為什么光線在結構光
附件下載
聯系工作人員獲取附件
概述
OpticStudio 中坐標間斷的使用是非常靈活的。坐標間斷可以以空間任何一點為中心傾斜和偏心光學表面或者光學元件組，而保持其他光學元件位置不變。
本文我們將介紹：
不影響其它光學元件位置的前提下，如何以光學元件前端點、中心以及空間任意一點為中心傾斜/偏心光學元件
如何利用全局坐標檢查傾斜后整個光學系統
范例文件初始結構
附件下載
聯系工作人員獲取附件
概要
本文介紹了利用光學全息圖降低單透鏡像差的方法。在描述了表示全息圖構造光束的兩個 ZMX 文件之后，本文演示了如何在重現文件中設置 OFH。然后解釋了如何輕松地從重現文件中訪問任何結構造光束變量，以實現衍射受限單透鏡的設計。
簡介
光學全息圖 (OFH) 是OpticStudio中最通用的全息圖模型。這個模型需要使用兩個
人們一直在追求用于使光通信和數據傳輸的信息量越來越大的能力。一種方法是使用具有軌道角動量(OAM)的光束，例如，可以用螺旋相位板產生這種光束。與其產生相對應的是，OAM的測量，即信息的解碼，同樣重要。遵循M.P.J.Lavery等人的概念，我們演示了如何在VirtualLab Fusion中使用兩個自定義的自由曲面光學元件來測量OAM。
用自由曲面光學元件測量軌道角動量
