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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(duì)全像光柵進(jìn)行全面模擬和分析。在非序列模式下也透過(guò)使用 DLL 展示了相同的功能。這些分析對(duì)於設(shè)計(jì)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)。

此範(fàn)例說(shuō)明只能使用POP模擬這種類型的結(jié)構(gòu)。Figure 4 菲涅耳波帶片在成像平面上的 POP結(jié)果。請(qǐng)注意，POP基於標(biāo)量繞射理論，因此不適用於特徵尺寸通常為次波長(zhǎng)的超穎透鏡。有興趣嘗試在OpticStudio中設(shè)計(jì)DOE或超穎透鏡嗎？請(qǐng)查看OpticStudio產(chǎn)品頁(yè)面以了解更多訊息並獲得免費(fèi)試用版。

不幸的是，對(duì)於唯一的 e 值，這一點(diǎn)不會(huì)出現(xiàn)（還依賴於 p、m 和光束極性）。但是，確定何時(shí)產(chǎn)生不同的解決方案很簡(jiǎn)單。該解決方案與相應(yīng)的 Hermite-Gaussian 結(jié)果不一致（對(duì)於大 e，它們應(yīng)該如此）。在這種情況下，應(yīng)使用高斯束腰光束選項(xiàng)來(lái)模擬光束模式。雷射的一般輸出可以從近軸波動(dòng)方程的解中找到。對(duì)於雷射增益孔徑中的矩形、圓形和橢圓對(duì)稱性，已經(jīng)找到了該方程的三組正交解。

在模擬的過(guò)程中，會(huì)將入射光因?yàn)樵砻驽兡ぁ⒎瓷浜臀斩斐傻哪芰繐p耗納入考量。一般的情況下，OpticStudio可以對(duì)大多數(shù)的鍍膜或雙折射材料進(jìn)行完整的分析。但有時(shí)因?yàn)榉诸?em>數(shù)據(jù)報(bào)告(Prescription data)不夠齊全，在進(jìn)行模擬時(shí)會(huì)需要簡(jiǎn)化後的模型。舉例而言，當(dāng)我們無(wú)法得到真實(shí)的鍍膜資訊時(shí)，OpticStudio中的理想(IDEAL)和表定(TABLE)鍍膜設(shè)定就可以派上用場(chǎng)。

同時(shí)，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。得益於此，眼科鏡片的設(shè)計(jì)可以有更進(jìn)一步的改善，我們將在以下的文章中詳述。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式對(duì)於人眼而言，存在一個(gè)虛擬的“遠(yuǎn)點(diǎn)”，這個(gè)點(diǎn)代表了我們可以清楚看到物體的極限距離。在這個(gè)點(diǎn)之外的景物，將會(huì)成像於視網(wǎng)膜前方。當(dāng)眼球轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)遠(yuǎn)點(diǎn)的距離不會(huì)改變，因此會(huì)以這個(gè)距離為半徑形成一個(gè)“遠(yuǎn)點(diǎn)球”。

在Zemax OpticStudio中，我們使用field係數(shù)來(lái)表示這個(gè)結(jié)果，這些係數(shù)已經(jīng)被薄膜膜層的程式驗(yàn)證過(guò)許多次。薄膜理論的慣例是計(jì)算平面法向量方向上的相位變化，這表示其假設(shè)了一個(gè)虛擬的平面波從薄膜最外層一路傳播到基板。這個(gè)慣例暗示了相位變化在正向入射上為最大，並且隨著入射角變大、相對(duì)應(yīng)餘弦值變小而相位變化也漸漸變小。但光線追跡上，我們是使用不同的方法來(lái)描述的。