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所有這三種解決方案都可以在物理光學(xué)傳播 (POP) 中的 OpticStudio 中建模。一旦確定了由這些解決方案中的任何一個(gè)定義的光束的輸入分佈，就會(huì)使用 POP 將光束傳播通過(guò)感興趣的光學(xué)系統(tǒng)。

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(jì)中越來(lái)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(duì)於包含 DOE 或超穎透鏡的系統(tǒng)進(jìn)行模擬和設(shè)計(jì)總是很棘手的。沒(méi)有通用的方法可以處理所有情況。設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)具體情況決定其系統(tǒng)的策略。

體積全像在許多類型的光學(xué)系統(tǒng)中很受歡迎，例如：抬頭顯示器（HUD）、擴(kuò)增實(shí)境（AR）和虛擬實(shí)境（VR）的頭戴型顯示器（HMD）。全像能夠?qū)?em>光線繞射到任何所需的角度，其波長(zhǎng)和角度的選擇性使其能夠創(chuàng)造更輕、更緊密的光學(xué)系統(tǒng)。OpticStudio長(zhǎng)期以來(lái)一直支持理想全像的模擬。然而，為了準(zhǔn)確地說(shuō)明體積全像的特性，除了考慮繞射光線的傳播方向外，還必須考慮繞射效率、材料收縮或折射率變化等因素。

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本博客系列闡述了如何使用Ansys Zemax軟件將立方體衛(wèi)星從最初的光學(xué)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)?em>光機(jī)械封裝，以便進(jìn)行光機(jī)熱耦合系統(tǒng)性能（STOP）分析。 在設(shè)計(jì)了光學(xué)系統(tǒng)后，可以對(duì)有效載荷的光機(jī)械進(jìn)行建模。通過(guò)Creo Parametric中的Ansys Zemax OpticsBuilder，將光學(xué)模型導(dǎo)出到計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）環(huán)境的過(guò)程變得簡(jiǎn)化而直觀。

基于Zemax的對(duì)稱式雙遠(yuǎn)心光路設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提出的對(duì)稱式雙遠(yuǎn)心光路-雙CCD測(cè)量方法，以平面反射鏡誤差補(bǔ)償為核心創(chuàng)新點(diǎn)，通過(guò)Zemax軟件完成光路設(shè)計(jì)、參數(shù)優(yōu)化與性能仿真，構(gòu)建了滿足大型階梯軸測(cè)量需求的光學(xué)系統(tǒng)。（一）設(shè)計(jì)原理：雙遠(yuǎn)心光路的精度保障雙遠(yuǎn)心光路將物方遠(yuǎn)心與像方遠(yuǎn)心光路融合，孔徑光闌置于物方和像方共同焦點(diǎn)位置，使物像方主光線均平行于光軸。

</p><p><strong>1.核心設(shè)計(jì)原理仿真</strong>：采用雙鏡頭單圖像傳感器的分離式雙光路設(shè)計(jì)，僅在直角棱鏡處共光路（避免雜散光），通過(guò)Zemax搭建雙目成像模型，模擬待測(cè)點(diǎn)成像與視差計(jì)算過(guò)程，確定雙光路基線距離5mm，既保證立體視差滿足三維測(cè)量，又預(yù)留足夠觀測(cè)空間。加入共用式直角棱鏡，經(jīng)Zemax仿真驗(yàn)證，有效保證雙光路光線平行性，大幅降低裝配難度。

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(wèn)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。

衍射光波導(dǎo)目前應(yīng)用于 AR Glass 和 AR HUD 較多，越來(lái)越多的工程師們開(kāi)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(wèn)問(wèn)題的回答。

2.ZEMAX仿真優(yōu)化：透過(guò)率提升至70%，無(wú)次峰初始膜系：中心波長(zhǎng)554nm，最高透過(guò)率＜40%，且存在2個(gè)透射次峰，無(wú)法滿足需求；優(yōu)化后膜系：調(diào)整膜層厚度（總厚1.24μm），在ZEMAX中設(shè)置“550nm處目標(biāo)透過(guò)率1、權(quán)重＞10，其余波長(zhǎng)0”，優(yōu)化后： 序列模式下：中心波長(zhǎng)547.9nm，透過(guò)率70.35%，帶寬0.2μm，無(wú)透射次峰；非序列模式下：模擬真實(shí)太陽(yáng)光（黑體輻射

對(duì)于每個(gè)探測(cè)器視場(chǎng)和結(jié)構(gòu)，均會(huì)顯示RMS光斑大小、接收光線數(shù)、峰值輻照度和光通量（探測(cè)器上的總功率）。 在結(jié)果窗口中選擇顯示被截?cái)喙饩€或顯示雜光將分別繪制未到達(dá)探測(cè)器的光線（被截?cái)喙饩€）或不應(yīng)到達(dá)探測(cè)器的光線（雜光）。繪制剪切光線對(duì)于確定哪些機(jī)械組件正在阻擋光線很有用。

主要的光學(xué)元件是微透鏡和彩色濾光片，用于將所需波長(zhǎng)的光聚焦在成像器底部硅襯底的正確點(diǎn)上。吸收的光子產(chǎn)生帶電載流子，這些載流子被收集并傳輸以在電子側(cè)進(jìn)行檢測(cè)。電子設(shè)備具有包括柵極和互連在內(nèi)的組件，這些組件可能會(huì)干擾傳感器內(nèi)部的光路徑。耦合光電仿真在FDTD和CHARGE中完成。