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這篇Blog介紹了 OpticStudio 中的原生體積全像模擬功能，該功能可以在考慮其物理特性的情況下，在序列模式下對全像光柵進行全面模擬和分析。在非序列模式下也透過使用 DLL 展示了相同的功能。這些分析對於設計用於虛擬實境 (VR) 和增強實境 (AR) 的抬頭顯示器 (HUD) 和頭戴型顯示器 (HMD) 等系統非常重要。我們將介紹模型中使用的理論和參數。

Hermite-Gaussian 模態對於具有矩形對稱性的雷射腔設計，即具有矩形增益孔徑的設計，近軸波動方程的適當解由 Hermite-Gaussian 模態提供。這些模式的電場分佈可以寫成 Hermite 多項式。

在模擬的過程中，會將入射光因為元件表面鍍膜、反射和吸收而造成的能量損耗納入考量。一般的情況下，OpticStudio可以對大多數的鍍膜或雙折射材料進行完整的分析。但有時因為分類數據報告(Prescription data)不夠齊全，在進行模擬時會需要簡化後的模型。舉例而言，當我們無法得到真實的鍍膜資訊時，OpticStudio中的理想(IDEAL)和表定(TABLE)鍍膜設定就可以派上用場。

在像差方面，彗差會隨視場角的變化而線性增加，而像散則是呈二次方增加。但人眼系統具有相對較小的光瞳尺寸，因此在此類系統的設計上，一般會認為球差和彗差並不十分重要。同理，其餘的像差在此也可先行忽略。隨著自由曲面製程技術的演進，光學設計者得以摒除許多以往的限制條件。同時，OpticStudio具有優越的運算能力，可以進行規模較大的系統和更多影像參數的模擬。

將超穎透鏡之後的電場輸出導出為ZBF檔，然後將其進一步導入OpticStudio POP中以評估最終的PSF。但是，當超穎透鏡置於透鏡之間並且入射光束不是平面波前時，設計人員可以使用POP中的平面波開始模擬。光束在POP中傳播到超穎透鏡的前端，並作為ZBF檔導出。然後將ZBF作為光源導入FDTD，並透過超穎透鏡進行傳播。其餘過程與前面討論的相同。