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這篇Blog介紹了 OpticStudio 中的原生體積全像模擬功能，該功能可以在考慮其物理特性的情況下，在序列模式下對全像光柵進(jìn)行全面模擬和分析。在非序列模式下也透過使用 DLL 展示了相同的功能。這些分析對於設(shè)計用於虛擬實(shí)境 (VR) 和增強(qiáng)實(shí)境 (AR) 的抬頭顯示器 (HUD) 和頭戴型顯示器 (HMD) 等系統(tǒng)非常重要。我們將介紹模型中使用的理論和參數(shù)。

在這種情況下，應(yīng)使用高斯束腰光束選項(xiàng)來模擬光束模式。雷射的一般輸出可以從近軸波動方程的解中找到。對於雷射增益孔徑中的矩形、圓形和橢圓對稱性，已經(jīng)找到了該方程的三組正交解。所有這三種解決方案都可以在物理光學(xué)傳播 (POP) 中的 OpticStudio 中建模。一旦確定了由這些解決方案中的任何一個定義的光束的輸入分佈，就會使用 POP 將光束傳播通過感興趣的光學(xué)系統(tǒng)。

當(dāng)系統(tǒng)僅包含單個超穎透鏡時，設(shè)計人員可以直接從Lumerical FDTD中的超穎透鏡上入射平面波前開始。將超穎透鏡之後的電場輸出導(dǎo)出為ZBF檔，然後將其進(jìn)一步導(dǎo)入OpticStudio POP中以評估最終的PSF。但是，當(dāng)超穎透鏡置於透鏡之間並且入射光束不是平面波前時，設(shè)計人員可以使用POP中的平面波開始模擬。光束在POP中傳播到超穎透鏡的前端，並作為ZBF檔導(dǎo)出。

但有時因?yàn)榉诸悢?shù)據(jù)報告(Prescription data)不夠齊全，在進(jìn)行模擬時會需要簡化後的模型。舉例而言，當(dāng)我們無法得到真實(shí)的鍍膜資訊時，OpticStudio中的理想(IDEAL)和表定(TABLE)鍍膜設(shè)定就可以派上用場。相似的，Jones Matrix可以在缺乏實(shí)際模型的情況下，用來表示偏振元件。

在像差方面，彗差會隨視場角的變化而線性增加，而像散則是呈二次方增加。但人眼系統(tǒng)具有相對較小的光瞳尺寸，因此在此類系統(tǒng)的設(shè)計上，一般會認(rèn)為球差和彗差並不十分重要。同理，其餘的像差在此也可先行忽略。隨著自由曲面製程技術(shù)的演進(jìn)，光學(xué)設(shè)計者得以摒除許多以往的限制條件。同時，OpticStudio具有優(yōu)越的運(yùn)算能力，可以進(jìn)行規(guī)模較大的系統(tǒng)和更多影像參數(shù)的模擬。