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衍射光波導(dǎo)目前應(yīng)用于 AR Glass 和 AR HUD 較多，越來越多的工程師們開始針對(duì)此課題進(jìn)行研究，仿真及設(shè)計(jì)。衍射光波導(dǎo)方案主要有體全息衍射光波導(dǎo)（VHG）和表面浮雕衍射光波導(dǎo)（SRG）兩種方案。本次研討會(huì)主要針對(duì)大家關(guān)心的 Zemax OpticStudio 在這兩類衍射光波導(dǎo)課題上可提供的解決方案進(jìn)行介紹，也會(huì)涉及大家常問問題的回答。

為了模擬光在波導(dǎo)中的傳播，我們?cè)谌D表面之后再添加5個(gè)表面。前4個(gè)表面模擬波導(dǎo)的側(cè)邊，光在那里發(fā)生全反射 (TIR) 并從最后一個(gè)表面離開波導(dǎo)材料。 接下來，我們可以使用主光線求解使每個(gè)鏡面的中心都位于主光線上。主光線求解只適用于坐標(biāo)間斷面，所以我們需要在每個(gè)表面之前添加坐標(biāo)間斷。

https://support.zemax.com/hc/zh-cn/articles/1500005577722 在普通的AR系統(tǒng)中，光通過全息圖耦合到波導(dǎo)中，從而將相關(guān)信息從顯示器傳輸?shù)窖劬Α?em>波導(dǎo)的優(yōu)點(diǎn)是它很大程度上是透明的，不會(huì)阻擋來自現(xiàn)實(shí)世界的光。

系統(tǒng)中的全息光波導(dǎo)：第一部分 ZEMAX | 編程語言 (ZPL) 簡介 ZEMAX | 在 Mathematica 中與 OpticStudio 交互 ZEMAX | 在MATLAB或Python中使用ZOS-API進(jìn)行光線追跡的批次處理 ZEMAX | OpticStudio 的冷反射分析宏 ZEMAX | 如何用 ZOS-API 創(chuàng)建用戶自定義分析

2.光柵可以將光衍射成具有特定不同方向的幾束光束。為了探究光柵對(duì)光傳播的影響，可以使用交互式模擬，使光線從光源通過光學(xué)系統(tǒng)的傳播可視化。 3.可以通過照度傳感器收集射線并分析均勻性，傳感器允許計(jì)算光的輻照度(W/m2)或照度(Lux)。通過模擬結(jié)果，可以在波導(dǎo)的輸出耦合區(qū)域探索來自520nm均勻顯示源的輻照度。模擬完成后，雙擊XMP打開輻照度圖，并檢查均勻性。

2.光柵可以將光衍射成具有特定不同方向的幾束光束。為了探究光柵對(duì)光傳播的影響，可以使用交互式模擬，使光線從光源通過光學(xué)系統(tǒng)的傳播可視化。 3.可以通過照度傳感器收集射線并分析均勻性，傳感器允許計(jì)算光的輻照度(W/m2)或照度(Lux)。通過模擬結(jié)果，可以在波導(dǎo)的輸出耦合區(qū)域探索來自520nm均勻顯示源的輻照度。模擬完成后，雙擊XMP打開輻照度圖，并檢查均勻性。

AR 系統(tǒng)通常使用全息圖將光耦合到波導(dǎo)中。本文展示了如何繼續(xù)改進(jìn)本系列文章的第一部分中建模的初步設(shè)計(jì)。AR是一種允許屏幕上的虛擬世界與現(xiàn)實(shí)場景結(jié)合并交互的技術(shù)。本文演示了如何繼續(xù)改進(jìn)在文章模擬AR系統(tǒng)中的全息光波導(dǎo)：第一部分中的系統(tǒng)。優(yōu)化系統(tǒng)從第一部分文章的優(yōu)化得到的最后系統(tǒng)開始優(yōu)化，我們需要進(jìn)一步提高其光學(xué)性能。

老師針對(duì)大家關(guān)心的 Zemax OpticStudio 在這兩類衍射光波導(dǎo)課題上可提供的解決方案進(jìn)行了介紹，也對(duì)大家常常涉及到的問題進(jìn)行了解答。 本次研討會(huì)讓主講老師與參會(huì)人員進(jìn)行了深入的對(duì)話與交流，增進(jìn)了對(duì)會(huì)議主題的深刻認(rèn)識(shí)，也對(duì)如何使用 Zemax OpticStudio 設(shè)計(jì)AR衍射光波導(dǎo)有了更深的理解和思考。

為了模擬光在波導(dǎo)中的傳播，我們?cè)谌D表面之后再添加5個(gè)表面。前4個(gè)表面模擬波導(dǎo)的側(cè)邊，光在那里發(fā)生全反射 (TIR) 并從最后一個(gè)表面離開波導(dǎo)材料。接下來，我們可以使用主光線求解使每個(gè)鏡面的中心都位于主光線上。主光線求解只適用于坐標(biāo)間斷面，所以我們需要在每個(gè)表面之前添加坐標(biāo)間斷。

AR系統(tǒng)通常使用全息圖將光耦合到波導(dǎo)中，從而將光從顯示引擎?zhèn)鬏數(shù)脚宕髡叩难劬Α１疚难菔玖巳绾卧?OpticStudio 中使用全息圖表面作為平面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)內(nèi)的耦合器。(聯(lián)系我們獲取文章附件) 推薦閱讀第二部分：ZEMAX | 模擬 AR 系統(tǒng)中的全息光波導(dǎo)：第二部分 簡介 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) (AR) 是一種將在屏幕上的虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界的場景結(jié)合并交互的技術(shù)。

優(yōu)化后的入耦合光柵為鋸齒形結(jié)構(gòu)，鍍銀層后非偏振光平均衍射效率達(dá)0.747，為整個(gè)波導(dǎo)系統(tǒng)提供了高效的光耦合能力。圖4 （a）入射耦合光柵結(jié)構(gòu)示意圖；（b）入射耦合光柵衍射耦合效率Zemax精準(zhǔn)驗(yàn)證隨機(jī)掩模光柵的成像性能在隨機(jī)掩模光柵的設(shè)計(jì)中，掩模的隨機(jī)分布是否會(huì)影響成像質(zhì)量，是方案可行性的關(guān)鍵驗(yàn)證點(diǎn)。

附件下載聯(lián)系工作人員獲取附件AR系統(tǒng)通常使用全息圖將光耦合到波導(dǎo)中，從而將光從顯示引擎?zhèn)鬏數(shù)脚宕髡叩难劬Α１疚难菔玖巳绾卧?OpticStudio 中使用全息圖表面作為平面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)內(nèi)的耦合器。推薦閱讀第二部分：Ansys Zemax | 模擬 AR 系統(tǒng)中的全息光波導(dǎo)：第二部分。簡介增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) (AR) 是一種將在屏幕上的虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界的場景結(jié)合并交互的技術(shù)。

AR 系統(tǒng)通常使用全息圖將光耦合到波導(dǎo)中。本文展示了如何繼續(xù)改進(jìn) 本系列文章的第一部分 （點(diǎn)擊查看）中建模的初步設(shè)計(jì)。（聯(lián)系我們獲取文章附件）簡介AR 是一種允許屏幕上的虛擬世界與現(xiàn)實(shí)場景結(jié)合并交互的技術(shù)。本文演示了如何繼續(xù)改進(jìn)在文章模擬 AR 系統(tǒng)中的全息光波導(dǎo)：第一部分中的系統(tǒng)。優(yōu)化系統(tǒng)從第一部分文章的優(yōu)化得到的最后系統(tǒng)開始優(yōu)化，我們需要進(jìn)一步提高其光學(xué)性能。

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衍射光波導(dǎo)可以改變光信息傳播的方向和能量，進(jìn)而引導(dǎo)光信息從波導(dǎo)內(nèi)部傳輸?shù)饺搜郏浜诵暮碗y點(diǎn)在于出瞳處均勻的復(fù)制N次入射光瞳，使出瞳面積/出光面積大幅度增大。這種設(shè)計(jì)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(huì)。

亦或者可以采用陣列的方式來進(jìn)行操作，進(jìn)而得到六邊形分布的七芯光波導(dǎo)陣列形式。圖3 監(jiān)測模擬配置由于在監(jiān)測過程中我們需要對(duì)每個(gè)纖芯波導(dǎo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，因此在檢測路徑中選取四種不同的檢測路徑，在包層環(huán)境背景折射率下以纖芯基本模式LP01模式作為監(jiān)測光源進(jìn)行配置，且其尺寸大小與纖芯波導(dǎo)尺寸大小相等。

為填補(bǔ)國內(nèi)空白，本研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)了完全自主可控的 3D 可視化衍射光波導(dǎo)仿真模塊，覆蓋 k 域分析、光波導(dǎo)仿真與優(yōu)化全過程，可納入微投影光機(jī)和人眼模型實(shí)現(xiàn)全維度仿真。

此用例展示了如何使用連續(xù)變化的填充因子值優(yōu)化波導(dǎo)來獲得足夠的均勻性。 任務(wù)描述 光波導(dǎo)組件 使用波導(dǎo)組件，可以輕松定義具有復(fù)雜形狀區(qū)域的波導(dǎo)系統(tǒng)。 此外，這些區(qū)域可以配備理想化或真實(shí)的光柵結(jié)構(gòu)，以充當(dāng)耦入元件、耦出元件或出瞳擴(kuò)展元件。

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您可以在以下位置找到有關(guān)如何設(shè)置的更多信息： 如何使用真實(shí)光柵結(jié)構(gòu)設(shè)置一個(gè)波導(dǎo) 均勻性探測器 均勻性探測器評(píng)估局部區(qū)域內(nèi)（稱為光瞳）的能量強(qiáng)度。每個(gè)光瞳由其大小定義(???? × ????) ，其可以設(shè)置為橢圓形或矩形。