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增強和混合現實(AR & MR)系統的最常見設計都將光導設計與表面結合，包含用于耦入/出出瞳擴展的微米和納米結構區域(光柵)。 許多影響設備最終質量的復雜效應(例如，描述數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鍵方面)都源于物理光學:偏振(最初是光源的偏振，以及光在設備中傳播時偏振如何變化)、相干性、衍射等。

增強和混合現實(AR & MR)系統的最常見設計都將光導設計與表面結合，包含用于耦入/出出瞳擴展的微米和納米結構區域(光柵)。

隨著增強現實和混合現實(AR&MR)領域新技術的出現，使光學光波導越來越受歡迎。為了對此類結構進行建模和設計，VirtualLab Fusion使用其強大的光波導工具箱，該工具箱允許靈活定義整體結構以及內外耦合器的不同區域。再加上它的非順序模擬引擎，結合了所有關鍵的物理效應，如偏振、孔徑衍射和相干性，為光學工程師提供了強大的工具，支持他們研究和設計用于AR和MR的光波導裝置。

本文基于Ansys官方衍射波導AR風擋HUD仿真案例，全面解析Speos在AR HUD研發中的應用價值、仿真流程、核心參數及結果分析，為車載光學行業研發人員提供參考。衍射波導AR HUD技術優勢與仿真痛點1.1 技術核心優勢AR HUD可將車速、導航、路況等行車信息直接投射至駕駛員視野區域，實現視線不離路的安全駕駛輔助。

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

在上周的通訊中，我們強調了分析基于光波導的增強和混合現實(AR & MR)設備的一些挑戰。我們將繼續深入討論這個話題，看看光波導系統耦合光柵的優化。由于它們的尺寸小和自由參數很多的特點，這些任務眾所周知地極具挑戰性。快速物理光學軟件VirtualLab Fusion通過其波導工具箱提供了一系列方便的工具，可在設計過程中幫助光學工程師。

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

在上周的通訊中，我們強調了分析基于光波導的增強和混合現實(AR & MR)設備的一些挑戰。 連續調制光柵區域光波導的優化 我們演示了針對特定入射方向優化矩形光柵的設計流程，以獲得特定衍射級次的最大效率。

在之前的通訊中，我們強調了分析基于光波導的增強和混合現實(AR & MR)設備的一些挑戰。 本周，我們將繼續深入討論這個話題，看看光波導系統耦合光柵的優化。由于它們的尺寸小和自由參數很多的特點，這些任務眾所周知地極具挑戰性。 快速物理光學軟件VirtualLab Fusion通過其波導工具箱提供了一系列方便的工具，可在設計過程中幫助光學工程師。

使用分布式計算進行AR光波導的測試成像仿真VirtualLab Fusion多元化光學仿真平臺部分典型應用示例1.基于各種干涉儀的測量系統仿真和分析 2.包含光柵的復雜光學系統仿真和分析 3.光纖耦合系統的設計和優化 4.基于表面光柵的光波導結構模擬與設計 5.基于VCSEL陣列的點陣投影儀的人臉識別系統 6.超表面結構的設計和優化

摘要眾所周知，因為光學配置的復雜性和多光源模型建模的視場（FOV）等，針對增強和混合現實（AR，MR）應用的光波導組合器建模是具有挑戰性的。因此，詳細的分析，例如對視場角特性的光學性能的分析，可能是相當耗時的，因為必須考慮許多光源模式和視場角。

摘要眾所周知，因為光學配置的復雜性和多光源模型建模的視場（FOV）等，針對增強和混合現實（AR，MR）應用的光波導組合器建模是具有挑戰性的。因此，詳細的分析，例如對視場角特性的光學性能的分析，可能是相當耗時的，因為必須考慮許多光源模式和視場角。

相較于傳統的表面浮雕光柵，體全息光柵體積小、重量輕，且具有更強的環境穩定性，并能通過漸變周期實現均勻出瞳擴展，是AR/MR波導設計中的理想選擇。

摘要 增強現實和混合現實(AR&MR)領域的新應用引起了人們對帶有光柵區域的光波導系統的越來越多的關注，這些光波導系統用于輸入和輸出耦合以及擴瞳目的。VirtualLab Fusion為這類系統的仿真和設計提供了幾個強大的工具，其中一個是具有靈活光柵區域配置的光波導組件。

摘要眾所周知，因為光學配置的復雜性和多光源模型建模的視場（FOV）等，針對增強和混合現實（AR，MR）應用的光波導組合器建模是具有挑戰性的。因此，詳細的分析，例如對視場角特性的光學性能的分析，可能是相當耗時的，因為必須考慮許多光源模式和視場角。

摘要 增強現實和混合現實(AR&MR)領域的新應用引起了人們對帶有光柵區域的光波導系統的越來越多的關注，這些光波導系統用于輸入和輸出耦合以及擴瞳目的。VirtualLab Fusion為這類系統的仿真和設計提供了幾個強大的工具，其中一個是具有靈活光柵區域配置的光波導組件。

摘要 增強現實和混合現實(AR&MR)領域的新應用引起了人們對帶有光柵區域的光波導系統的越來越多的關注，這些光波導系統用于輸入和輸出耦合以及擴瞳目的。VirtualLab Fusion為這類系統的仿真和設計提供了幾個強大的工具，其中一個是具有靈活光柵區域配置的光波導組件。

Ansys全鏈路光學設計與仿真工具可以幫助XR設備設計者實現從微光柵結構設計，膜層設計到宏觀的光學鏡組設計和光學環境仿真的一站式光學仿真解決方案，幫助用戶設計和分析包括基于衍射光柵的AR顯示設備birdbath類AR設備，基于Pancake鏡頭的VR顯示設備，和頭顯光學傳感器等多種XR光學技術設備，助力先進元宇宙顯示設備的開發。

這種設計極大的優化了系統結構，使得AR光學成像系統體積急劇縮小，引起產業矚目。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。

AR眼鏡有許多方法盡可能最佳地將光波引入眼睛以產生清晰，銳利的圖像。 “光導技術（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品，其次因為這樣AR技術可以實現緊湊設計。 肖特則是基于LightTrans的專業技術。