[分享]Ansys Lumerical｜帶 1D-2D 光柵的出瞳擴展器 [復制鏈接]

此示例顯示了設置和模擬出瞳擴展器 （EPE） 的工作流程，EPE 是波導型增強現(xiàn)實 （AR） 設備的重要組成部分。該工作流程將利用 Lumerical 和 Zemax OpticStudio 之間的動態(tài)鏈接功能 。為了使用動態(tài)鏈接，在Lumerical中構(gòu)建了二維六邊形圓柱體和一維傾斜光柵的參數(shù)化模型。另一方面，整個成像系統(tǒng)內(nèi)置于Zemax OpticStudio中。在光線追蹤過程中，當光線照射到光柵上時，Zemax OpticStudio 會自動調(diào)用 Lumerical 來計算精確的電場響應，從而可以對系統(tǒng)進行準確評估。 P^'}3*8S  
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概述 DO ,7vMO  
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EPE是基于波導的AR系統(tǒng)（如Microsoft Hololens）中最流行的技術(shù)之一。它包括一塊薄玻璃板（波導），上面有幾個光柵。光柵的周期、區(qū)域形狀和周期方向通常在 k 空間中規(guī)劃。K 空間是一個二維空間，該空間中的任何單個點始終表示射線傳播方向。當衍射光柵改變光線的傳播方向時，它在該 k 空間中的位置會被矢量移動，其中矢量的長度與周期有關(guān)。K-space是一個非常有用的概念，用于規(guī)劃EPE系統(tǒng)的光傳播和光柵周期。 &F|Wk,y  
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上述文章中的系統(tǒng)適用于具有三個 1D 光柵的 EPE。此示例的主要區(qū)別在于，我們將使用 1D 光柵進行內(nèi)耦合，并使用 2D 光柵進行外耦合。二維光柵具有六邊形周期結(jié)構(gòu)，光束在k空間中傳播，如下圖所示。如下圖所示，為了讓光束在二維波導中移動以擴大出瞳，我們設計了光柵，讓光束傳播方向在k空間中像六邊形一樣移動。這允許光束傳播并分布到波導中的大區(qū)域，如下圖右圖所示。 0<]]q[pr  
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第 1 步：構(gòu)建參數(shù)化光柵模型 eLk:
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光柵模型首先在 Lumerical 中構(gòu)建并保存在 .fsp 文件中。我們將需要兩個光柵模型。一種是一維光柵，用于耦合來自光源的光。一種是用于耦合光線的 1D 光柵。 nLBi}T  
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第 2 步：構(gòu)建 AR 波導并檢查瞳孔處的功率分布 'o-J)+oa  
接下來，在Zemax OpticStudio中構(gòu)建出瞳擴展系統(tǒng)。這包括一個波導、2個光柵、一個圖像源和一個簡單的眼睛系統(tǒng)來“看到”圖像。 Is}?:ET  
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第 3 步：圖像模擬 *5R91@xt  
現(xiàn)在我們準備運行光線追蹤來檢查系統(tǒng)。我們將檢查出瞳處的功率分布，以查找光源中的某個點。我們還將運行完整的圖像模擬，并評估人眼通過系統(tǒng)看到的內(nèi)容。 61`tQFx,  
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