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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)計用於虛擬實境 (VR) 和增強實境 (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)。

此範例說明只能使用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。請注意，POP基於標量繞射理論，因此不適用於特徵尺寸通常為次波長的超穎透鏡。有興趣嘗試在OpticStudio中設(shè)計DOE或超穎透鏡嗎？請查看OpticStudio產(chǎn)品頁面以了解更多訊息並獲得免費試用版。

不幸的是，對於唯一的 e 值，這一點不會出現(xiàn)（還依賴於 p、m 和光束極性）。但是，確定何時產(chǎn)生不同的解決方案很簡單。該解決方案與相應(yīng)的 Hermite-Gaussian 結(jié)果不一致（對於大 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。

在模擬的過程中，會將入射光因為元件表面鍍膜、反射和吸收而造成的能量損耗納入考量。一般的情況下，OpticStudio可以對大多數(shù)的鍍膜或雙折射材料進行完整的分析。但有時因為分類數(shù)據(jù)報告(Prescription data)不夠齊全，在進行模擬時會需要簡化後的模型。舉例而言，當我們無法得到真實的鍍膜資訊時，OpticStudio中的理想(IDEAL)和表定(TABLE)鍍膜設(shè)定就可以派上用場。

同時，OpticStudio具有優(yōu)越的運算能力，可以進行規(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)計可以有更進一步的改善，我們將在以下的文章中詳述。傳統(tǒng)設(shè)計方式對於人眼而言，存在一個虛擬的“遠點”，這個點代表了我們可以清楚看到物體的極限距離。在這個點之外的景物，將會成像於視網(wǎng)膜前方。當眼球轉(zhuǎn)動時遠點的距離不會改變，因此會以這個距離為半徑形成一個“遠點球”。

在Zemax OpticStudio中，我們使用field係數(shù)來表示這個結(jié)果，這些係數(shù)已經(jīng)被薄膜膜層的程式驗證過許多次。薄膜理論的慣例是計算平面法向量方向上的相位變化，這表示其假設(shè)了一個虛擬的平面波從薄膜最外層一路傳播到基板。這個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描述的。