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基于Simdroid多物理場仿真平臺開發的仿真APP，可以實現波導轉換結構的快速設計與分析，提取相關性能參數，提高產品研發效率。二、仿真APP解決方案本方案以微帶-共面波導轉換器為例，介紹波導轉換器件的分析過程和仿真APP制作方法，并基于仿真APP完成器件的尺寸設計。1、仿真流程搭建1）參數化建模。建立波導模型，將其關鍵設計尺寸參數化。圖 4 波導轉換器2）材料參數設定。

為填補國內空白，本研究團隊研發了完全自主可控的 3D 可視化衍射光波導仿真模塊，覆蓋 k 域分析、光波導仿真與優化全過程，可納入微投影光機和人眼模型實現全維度仿真。

矩形波導濾波器仿真本APP可以對加載介質塊的波導濾波器進行設計仿真，用戶可通過修改波導參數、介質塊參數，快速得到仿真結果，同時可查看器件的電場、磁場分布以及器件參數。

1.2 行業研發仿真痛點衍射波導AR HUD跨尺度光學特性顯著，納米級光柵結構與宏觀鏡頭、風擋、波導結構相互耦合，研發過程面臨多重仿真難題： 跨尺度仿真割裂：納米光柵衍射特性與宏觀鏡頭光路無法同步建模分析； 多部件協同難：投影鏡頭、耦合光柵、光波導、車載風擋的光學匹配難以校驗； 真實場景適配弱：無法模擬日光干擾、環境路況、人眼實際視覺感知效果； 性能量化缺失：視場角

AR&MR光波導器件的仿真研究 使用光波導元件對“HoloLens 1”型進行建模 本使用案例演示了一個簡單的“HoloLens- 1”型布局設備的建模，該設備具有一個能夠以32°×18°視場引導光線的光波導組件。

4.使用亮度探測器，以display光源入射系統評估最終特定視場下的亮度結果，收集系統的亮度信息，使用inverse仿真計算，打開XMP結果，系統顯示圖像信息內容。當然在仿真過程中，Speos支持加入場景環境光，使得系統的環境信息和顯示信息全部疊加到用戶的視野上。

2.在Lumerical中的光柵設計，本例中基于波導的AR系統依靠衍射光柵來控制光束在波導中的傳播。利用RCWA求解器模擬了光柵的周期波長尺度結構，將耦合光柵、出耦合光柵和擴展光柵的衍射屬性保存在JSON數據文件中，該文件充分描述了所有入射角和波長的結構，并且作為表面屬性導入Speos，用以在光線在計算中模擬亞波長結構的屬性，用于Speos系統級研究。

Lett. 28, 1302-1304 (2003); 3D FDTD仿真要模擬的關鍵部件是來自參考文獻[1]的線性錐形硅波導（160 nm至500 nm寬度變化超過100 um長度，250 nm高度），它埋在二氧化硅波導中（注意：使用的尺寸減小了（1.5 umx1.5 umx105 um），以便達到更快的模擬時間）? 為了精確模擬線性錐形硅波導，錐形的網格尺寸應該要設置密度大一些

Lett. 28, 1302-1304 (2003);3D FDTD仿真要模擬的關鍵部件是來自參考文獻[1]的線性錐形硅波導（160 nm至500 nm寬度變化超過100 um長度，250 nm高度），它埋在二氧化硅波導中（注意：使用的尺寸減小了（1.5 umx1.5 umx105 um），以便達到更快的模擬時間）□ 了精確模擬線性錐形硅波導，錐形的網格尺寸應該要設置密度大一些

：第一部分Ansys Zemax | 如何設計單透鏡 第一部分：設置Ansys Zemax | 如何使用漸暈系數Ansys Zemax | 抬頭顯示器設計：從 OpticStudio 至 SPEOSAnsys Zemax | HUD 設計實例Ansys Lumerical | 針對 Grating coupler 的仿真分析方法歡迎掃碼添加宇熠工作人員微信

?光源在時域中設置為CW（ = 1.55 um），在空間域上設置為高斯橫向分布，并且位于二氧化硅波導的硅紙尖端。注意：模擬時間應足夠長，以確保穩態結果 仿真結果 頂視圖展示了錐形硅波導的有效耦合。

Lett. 28, 1302-1304 (2003); 3D FDTD仿真 要模擬的關鍵部件是來自參考文獻[1]的線性錐形硅波導（160 nm至500 nm寬度變化超過100 um長度，250 nm高度），它埋在二氧化硅波導中（注意：使用的尺寸減小了（1.5 umx1.5 umx105 um），以便達到更快的模擬時間） ? 為了精確模擬線性錐形硅波導

圖1 雙芯波導建模圖通過仿真得到如圖2所示的雙芯波導的縱向功率分布圖，波長為1310nm到1550nm的光源從波導的一個芯輸入，通過仿真可以看出雙芯波導的能量從一根耦合到另一根。

Lett. 28, 1302-1304 (2003); 3D FDTD仿真 要模擬的關鍵部件是來自參考文獻[1]的線性錐形硅波導（160 nm至500 nm寬度變化超過100 um長度，250 nm高度），它埋在二氧化硅波導中（注意：使用的尺寸減小了（1.5 umx1.5 umx105 um），以便達到更快的模擬時間） ? 為了精確模擬線性錐形硅波導

在這個用例中，我們使用一個具有101×101個采樣點（即角度）的棋盤格測試圖像來研究光波導的角度性能，從而得到10201個單獨的基本模擬結果。通過使用一個由5個提供41個客戶端的多核PC組成的網絡，模擬時間可以減少到大約4小時（與之前的大約43小時相比）。模擬任務1. 入射耦合周期：380 nm；光柵脊寬度：190 nm；高度：100 nm；光柵方向：0°。

基于此，Ansys將于8月20日推出「衍射光波導的HUD聯合工作流」主題網絡研討會。本次研討會將討論如何通過Ansys光學產品進行HUD的設計和仿真，并重點介紹如何結合 Ansys Zemax與Lumerical的動態連接工作流程進行衍射光波導系統的設計與優化，助力AR-HUD的產品研發，加速上市流程。

在這個用例中，我們使用一個具有101×101個采樣點（即角度）的棋盤格測試圖像來研究光波導的角度性能，從而得到10201個單獨的基本模擬結果。通過使用一個由5個提供41個客戶端的多核PC組成的網絡，模擬時間可以減少到大約4小時（與之前的大約43小時相比）。 模擬任務1. 入射耦合周期：380 nm；光柵脊寬度：190 nm；高度：100 nm；光柵方向：0°。

在這個用例中，我們使用一個具有101×101個采樣點（即角度）的棋盤格測試圖像來研究光波導的角度性能，從而得到10201個單獨的基本模擬結果。通過使用一個由5個提供41個客戶端的多核PC組成的網絡，模擬時間可以減少到大約4小時（與之前的大約43小時相比）。 模擬任務1. 入射耦合周期：380 nm；光柵脊寬度：190 nm；高度：100 nm；光柵方向：0°。