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    [分享]Ansys Zemax | 模擬AR系統(tǒng)中的全息光波導(dǎo)：第一部分 [復(fù)制鏈接]

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    只看樓主 倒序閱讀 樓主  發(fā)表于: 2023-04-07
    AR系統(tǒng)通常使用全息圖將光耦合到波導(dǎo)中，從而將光從顯示引擎?zhèn)鬏數(shù)脚宕髡叩难劬Α１疚难菔玖巳绾卧?OpticStudio 中使用全息圖表面作為平面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)內(nèi)的耦合器。(聯(lián)系我們獲取文章附件) la ~T)U7  
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    推薦閱讀第二部分：ZEMAX | 模擬 AR 系統(tǒng)中的全息光波導(dǎo)：第二部分 Hno:"k?  
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    簡(jiǎn)介 8>Xyz`$kH  
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    增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) (AR) 是一種將在屏幕上的虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界的場(chǎng)景結(jié)合并交互的技術(shù)。本文演示了如何利用全息技術(shù)在序列模式下建立一個(gè)用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的光學(xué)系統(tǒng)。 K2T&U$ ,  
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    增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)和全息圖 DLYk#d: q?  
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    全息圖是記錄在高分辨率感光乳劑上的干涉圖案。全息系統(tǒng)的使用中存在兩個(gè)不同的階段：構(gòu)造階段和重構(gòu)階段，分別適用于全息圖的構(gòu)建和作為光學(xué)元件的使用。有關(guān)該主題的詳細(xì)內(nèi)容，請(qǐng)參考文章：“如何在OpticStudio中建模全息圖” 。 AL/q6PWi  
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    在普通的AR系統(tǒng)中，光通過全息圖耦合到波導(dǎo)中，從而將相關(guān)信息從顯示器傳輸?shù)窖劬�。波�?dǎo)的優(yōu)點(diǎn)是它很大程度上是透明的，不會(huì)阻擋來自現(xiàn)實(shí)世界的光。在這篇文章中，我們將指導(dǎo)您使用嵌入PMMA材料的反射全息圖來建模一個(gè)簡(jiǎn)單的AR設(shè)計(jì)。 @[0zZX2EE  
    p=U*4[9k  
    規(guī)格和設(shè)計(jì)策略 7Op6> i  
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    我們將從一個(gè)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)開始，然后進(jìn)一步完善系統(tǒng)。初始規(guī)格是： 2R&msdF   
    t\nYUL-H  
    出瞳距離= 15mm .jRp.U  
    瞳孔直徑= 3mm [HB>\   
    FOV = 10度 Hm|8ydNs  
    波導(dǎo)厚度= 10mm     sE$!MQb  
    A4.Q \0  
    光線將通過全息圖耦合到波導(dǎo)中。全息圖將被嵌入到PMMA材料中且出口面將會(huì)傾斜45度。根據(jù)程序的實(shí)際工作方式，系統(tǒng)會(huì)被“反向”建模�，F(xiàn)實(shí)中（物理系統(tǒng)中），AR系統(tǒng)的光源是微顯示器，而成像平面將是人眼的視網(wǎng)膜（AR系統(tǒng)的出瞳和人眼系統(tǒng)的入瞳將被放置在同一位置）。但為了在OpticStudio中準(zhǔn)確建模且有效優(yōu)化系統(tǒng)，物理系統(tǒng)的出瞳被定義為在OpticStudio中建模系統(tǒng)的入瞳，而微顯示器被視為系統(tǒng)的“像平面”。因此，本文中任何光線都是按照在OpticStudio中建模的方式來描述的。 "?|sC{'C4j  
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    初始設(shè)計(jì) ]}2+yK  
    F}P+3IaE  
    初始設(shè)計(jì)初始條件設(shè)置包括： _}.BZ[i  
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    入瞳直徑 = 3.0 mm M]YK]VyG  
    視場(chǎng)點(diǎn)位于 Y 軸 0 度，5 度和 -5 度處 q/,>UtRr  
    波長(zhǎng) = 0.55 µm     xJ>U_Gd  
    q"OvuHBSOn  
    首先在光闌后添加兩個(gè)表面，設(shè)置如下圖所示。然后使用傾斜/偏心工具將全息圖表面圍繞 X 軸旋轉(zhuǎn)45度。 S6gg(nNe  
    tz-, |n0  
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    !6hUTjhW7z  
    接下來我們將設(shè)置全息圖，所以需要定義兩個(gè)構(gòu)造光束。為了從全息圖中獲得衍射光的方向，構(gòu)造光束必須經(jīng)過準(zhǔn)直，光束2必須匯聚成一個(gè)虛擬焦點(diǎn)。我們需要使用全息圖進(jìn)行反射，所以它的材質(zhì)必須設(shè)置為“ 鏡面 (Mirror) ”。這明確地表明OpticStudio光線在到達(dá)全息圖表面后將以相反的方向傳播。 X4LU/f<f  
    62~8>71;'  
    根據(jù)這個(gè)思路，我們將構(gòu)造光源點(diǎn)的坐標(biāo) (x, y, z) 設(shè)置如下。光束1是準(zhǔn)直光束 (0, -∞, -∞) 。光束 2 的構(gòu)造點(diǎn)設(shè)置在 (0, 0, -100) ，這樣會(huì)使光束聚焦在離全息圖100 mm的地方。 )IQa]A  
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