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增強(qiáng)和混合現(xiàn)實(AR & MR)系統(tǒng)的最常見設(shè)計都將光導(dǎo)設(shè)計與表面結(jié)合，包含用于耦入/出出瞳擴(kuò)展的微米和納米結(jié)構(gòu)區(qū)域(光柵)。 許多影響設(shè)備最終質(zhì)量的復(fù)雜效應(yīng)(例如，描述數(shù)字圖像的不同視場模式在眼動范圍中的均勻性有多好等關(guān)鍵方面)都源于物理光學(xué):偏振(最初是光源的偏振，以及光在設(shè)備中傳播時偏振如何變化)、相干性、衍射等。

增強(qiáng)和混合現(xiàn)實(AR & MR)系統(tǒng)的最常見設(shè)計都將光導(dǎo)設(shè)計與表面結(jié)合，包含用于耦入/出出瞳擴(kuò)展的微米和納米結(jié)構(gòu)區(qū)域(光柵)。

隨著增強(qiáng)現(xiàn)實和混合現(xiàn)實(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。為了對此類結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模和設(shè)計，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)計用于AR和MR的光波導(dǎo)裝置。

本文基于Ansys官方衍射波導(dǎo)AR風(fēng)擋HUD仿真案例，全面解析Speos在AR HUD研發(fā)中的應(yīng)用價值、仿真流程、核心參數(shù)及結(jié)果分析，為車載光學(xué)行業(yè)研發(fā)人員提供參考。衍射波導(dǎo)AR HUD技術(shù)優(yōu)勢與仿真痛點1.1 技術(shù)核心優(yōu)勢AR HUD可將車速、導(dǎo)航、路況等行車信息直接投射至駕駛員視野區(qū)域，實現(xiàn)視線不離路的安全駕駛輔助。

<p class="ql-align-center"><strong>基于OAS光學(xué)軟件的混合現(xiàn)實仿真分析</strong></p><p><strong style="color: rgb(13, 80, 199);">1.簡介</strong></p><p>虛擬現(xiàn)實和增強(qiáng)現(xiàn)實（VR 和 AR）在消費電子行業(yè)引起了極大的熱情。

在上周的通訊中，我們強(qiáng)調(diào)了分析基于光波導(dǎo)的增強(qiáng)和混合現(xiàn)實(AR & MR)設(shè)備的一些挑戰(zhàn)。我們將繼續(xù)深入討論這個話題，看看光波導(dǎo)系統(tǒng)耦合光柵的優(yōu)化。由于它們的尺寸小和自由參數(shù)很多的特點，這些任務(wù)眾所周知地極具挑戰(zhàn)性?？焖傥锢砉鈱W(xué)軟件VirtualLab Fusion通過其波導(dǎo)工具箱提供了一系列方便的工具，可在設(shè)計過程中幫助光學(xué)工程師。

繞射光學(xué)元件（DOE）和超表面/超穎透鏡在光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計中越來越受歡迎，其應(yīng)用範(fàn)圍從手機(jī)鏡頭到AR / VR耳機(jī)，從3D傳感到照明。但是，對於包含 DOE 或超穎透鏡的系統(tǒng)進(jìn)行模擬和設(shè)計總是很棘手的。沒有通用的方法可以處理所有情況。設(shè)計人員需要根據(jù)具體情況決定其系統(tǒng)的策略。

在之前的通訊中，我們強(qiáng)調(diào)了分析基于光波導(dǎo)的增強(qiáng)和混合現(xiàn)實(AR & MR)設(shè)備的一些挑戰(zhàn)。 本周，我們將繼續(xù)深入討論這個話題，看看光波導(dǎo)系統(tǒng)耦合光柵的優(yōu)化。由于它們的尺寸小和自由參數(shù)很多的特點，這些任務(wù)眾所周知地極具挑戰(zhàn)性。 快速物理光學(xué)軟件VirtualLab Fusion通過其波導(dǎo)工具箱提供了一系列方便的工具，可在設(shè)計過程中幫助光學(xué)工程師。

在上周的通訊中，我們強(qiáng)調(diào)了分析基于光波導(dǎo)的增強(qiáng)和混合現(xiàn)實(AR & MR)設(shè)備的一些挑戰(zhàn)。 連續(xù)調(diào)制光柵區(qū)域光波導(dǎo)的優(yōu)化 我們演示了針對特定入射方向優(yōu)化矩形光柵的設(shè)計流程，以獲得特定衍射級次的最大效率。

使用分布式計算進(jìn)行AR光波導(dǎo)的測試成像仿真VirtualLab Fusion多元化光學(xué)仿真平臺部分典型應(yīng)用示例1.基于各種干涉儀的測量系統(tǒng)仿真和分析 2.包含光柵的復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)仿真和分析 3.光纖耦合系統(tǒng)的設(shè)計和優(yōu)化 4.基于表面光柵的光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)模擬與設(shè)計 5.基于VCSEL陣列的點陣投影儀的人臉識別系統(tǒng) 6.超表面結(jié)構(gòu)的設(shè)計和優(yōu)化

摘要眾所周知，因為光學(xué)配置的復(fù)雜性和多光源模型建模的視場（FOV）等，針對增強(qiáng)和混合現(xiàn)實（AR，MR）應(yīng)用的光波導(dǎo)組合器建模是具有挑戰(zhàn)性的。因此，詳細(xì)的分析，例如對視場角特性的光學(xué)性能的分析，可能是相當(dāng)耗時的，因為必須考慮許多光源模式和視場角。

摘要 增強(qiáng)現(xiàn)實和混合現(xiàn)實(AR&MR)領(lǐng)域的新應(yīng)用引起了人們對帶有光柵區(qū)域的光波導(dǎo)系統(tǒng)的越來越多的關(guān)注，這些光波導(dǎo)系統(tǒng)用于輸入和輸出耦合以及擴(kuò)瞳目的。VirtualLab Fusion為這類系統(tǒng)的仿真和設(shè)計提供了幾個強(qiáng)大的工具，其中一個是具有靈活光柵區(qū)域配置的光波導(dǎo)組件。

摘要眾所周知，因為光學(xué)配置的復(fù)雜性和多光源模型建模的視場（FOV）等，針對增強(qiáng)和混合現(xiàn)實（AR，MR）應(yīng)用的光波導(dǎo)組合器建模是具有挑戰(zhàn)性的。因此，詳細(xì)的分析，例如對視場角特性的光學(xué)性能的分析，可能是相當(dāng)耗時的，因為必須考慮許多光源模式和視場角。

摘要眾所周知，因為光學(xué)配置的復(fù)雜性和多光源模型建模的視場（FOV）等，針對增強(qiáng)和混合現(xiàn)實（AR，MR）應(yīng)用的光波導(dǎo)組合器建模是具有挑戰(zhàn)性的。因此，詳細(xì)的分析，例如對視場角特性的光學(xué)性能的分析，可能是相當(dāng)耗時的，因為必須考慮許多光源模式和視場角。

相較于傳統(tǒng)的表面浮雕光柵，體全息光柵體積小、重量輕，且具有更強(qiáng)的環(huán)境穩(wěn)定性，并能通過漸變周期實現(xiàn)均勻出瞳擴(kuò)展，是AR/MR波導(dǎo)設(shè)計中的理想選擇。

摘要 增強(qiáng)現(xiàn)實和混合現(xiàn)實(AR&MR)領(lǐng)域的新應(yīng)用引起了人們對帶有光柵區(qū)域的光波導(dǎo)系統(tǒng)的越來越多的關(guān)注，這些光波導(dǎo)系統(tǒng)用于輸入和輸出耦合以及擴(kuò)瞳目的。VirtualLab Fusion為這類系統(tǒng)的仿真和設(shè)計提供了幾個強(qiáng)大的工具，其中一個是具有靈活光柵區(qū)域配置的光波導(dǎo)組件。

摘要 增強(qiáng)現(xiàn)實和混合現(xiàn)實(AR&MR)領(lǐng)域的新應(yīng)用引起了人們對帶有光柵區(qū)域的光波導(dǎo)系統(tǒng)的越來越多的關(guān)注，這些光波導(dǎo)系統(tǒng)用于輸入和輸出耦合以及擴(kuò)瞳目的。VirtualLab Fusion為這類系統(tǒng)的仿真和設(shè)計提供了幾個強(qiáng)大的工具，其中一個是具有靈活光柵區(qū)域配置的光波導(dǎo)組件。

Ansys全鏈路光學(xué)設(shè)計與仿真工具可以幫助XR設(shè)備設(shè)計者實現(xiàn)從微光柵結(jié)構(gòu)設(shè)計，膜層設(shè)計到宏觀的光學(xué)鏡組設(shè)計和光學(xué)環(huán)境仿真的一站式光學(xué)仿真解決方案，幫助用戶設(shè)計和分析包括基于衍射光柵的AR顯示設(shè)備birdbath類AR設(shè)備，基于Pancake鏡頭的VR顯示設(shè)備，和頭顯光學(xué)傳感器等多種XR光學(xué)技術(shù)設(shè)備，助力先進(jìn)元宇宙顯示設(shè)備的開發(fā)。

這種設(shè)計極大的優(yōu)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使得AR光學(xué)成像系統(tǒng)體積急劇縮小，引起產(chǎn)業(yè)矚目。基于此，Ansys將于8月20日推出「衍射光波導(dǎo)的HUD聯(lián)合工作流」主題網(wǎng)絡(luò)研討會。本次研討會將討論如何通過Ansys光學(xué)產(chǎn)品進(jìn)行HUD的設(shè)計和仿真，并重點介紹如何結(jié)合 Ansys Zemax與Lumerical的動態(tài)連接工作流程進(jìn)行衍射光波導(dǎo)系統(tǒng)的設(shè)計與優(yōu)化，助力AR-HUD的產(chǎn)品研發(fā)，加速上市流程。

AR眼鏡有許多方法盡可能最佳地將光波引入眼睛以產(chǎn)生清晰，銳利的圖像。 “光導(dǎo)技術(shù)（參見第17頁的圖表）證明在未來具有光明的前景，”Wyrowski解釋道。首先，因為市場上已有類似的很有前景的產(chǎn)品，其次因為這樣AR技術(shù)可以實現(xiàn)緊湊設(shè)計。 肖特則是基于LightTrans的專業(yè)技術(shù)。