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體積全像在許多類(lèi)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)⒐?em>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。

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。許多設(shè)計(jì)過(guò)程需要兩種不同的光學(xué)理論/算法來(lái)分別處理光束在自由空間和微結(jié)構(gòu)中的傳播，而其他一些過(guò)程僅使用純光線追跡來(lái)達(dá)到目標(biāo)。由於模擬技術(shù)發(fā)展迅速，因此本文可能沒(méi)有涵蓋所有可用方法。

在像差方面，彗差會(huì)隨視場(chǎng)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(tǒng)具有相對(duì)較小的光瞳尺寸，因此在此類(lèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，一般會(huì)認(rèn)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(shù)的演進(jìn)，光學(xué)設(shè)計(jì)者得以摒除許多以往的限制條件。同時(shí)，OpticStudio具有優(yōu)越的運(yùn)算能力，可以進(jìn)行規(guī)模較大的系統(tǒng)和更多影像參數(shù)的模擬。

簡(jiǎn)介偏振態(tài)分析(polarization analysis)可以作為一般光線追跡的進(jìn)階功能。在模擬的過(guò)程中，會(huì)將入射光因?yàn)樵砻驽兡ぁ⒎瓷浜臀斩斐傻哪芰繐p耗納入考量。一般的情況下，OpticStudio可以對(duì)大多數(shù)的鍍膜或雙折射材料進(jìn)行完整的分析。但有時(shí)因?yàn)榉诸?lèi)數(shù)據(jù)報(bào)告(Prescription data)不夠齊全，在進(jìn)行模擬時(shí)會(huì)需要簡(jiǎn)化後的模型。

薄膜理論的慣例是計(jì)算平面法向量方向上的相位變化，這表示其假設(shè)了一個(gè)虛擬的平面波從薄膜最外層一路傳播到基板。這個(gè)慣例暗示了相位變化在正向入射上為最大，並且隨著入射角變大、相對(duì)應(yīng)餘弦值變小而相位變化也漸漸變小。但光線追跡上，我們是使用不同的方法來(lái)描述的。光線追跡的處理方式是如同上面第一張圖表的。過(guò)程中只有三條光線：入射、穿透以及反射。你可以隨意的放大檢視，永遠(yuǎn)只有三條線。

在這種情況下，應(yīng)使用高斯束腰光束選項(xiàng)來(lái)模擬光束模式。雷射的一般輸出可以從近軸波動(dòng)方程的解中找到。對(duì)於雷射增益孔徑中的矩形、圓形和橢圓對(duì)稱(chēng)性，已經(jīng)找到了該方程的三組正交解。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)。

使用 OpticsBuilder，機(jī)構(gòu)工程師可以創(chuàng)建複雜的透鏡邊緣、安裝特徵和模組外殼，同時(shí)利用 Zemax 光線追跡直接查看這些元件如何影響光學(xué)性能。在這種情況下，鏡頭邊緣可能會(huì)為雜散光提供路徑以污染圖像。 OpticsBuilder 不僅可以在透鏡之間創(chuàng)建擋板，而且還允許設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)了解抑制雜散光源的有效性。