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2024-01-24 08:02

使用光波導元件模擬“HoloLens 1”型布局

摘要

目前，大多數(shù)創(chuàng)新的增強和混合現(xiàn)實設備都是基于光波導或波導配置，并結(jié)合微觀結(jié)構(gòu)來耦合光的進入和輸出。VirtualLab Fusion技術(shù)能夠通過應用我們獨特的物理光學方法對這些器件進行詳細的建模，其中包括所有感興趣的影響因素（如相干性、偏振和衍射）。我們通過建立一個簡單的“HoloLens 1”型（1D-1D出瞳放大器）布局模型來演示這種能力，該設備能夠在32°×18°的視場下引導光傳輸。

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建模任務

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光波導的工作原理

光波導使用內(nèi)部全反射(TIR)來“捕獲”光波導板內(nèi)的光。為此，采用光柵耦合入射和出射光，并確保滿足內(nèi)部全反射條件。

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出瞳放大光柵的功能是在某一個方向上(這里是x方向)復制耦合的光瞳，以擴散出瞳，或者換句話說生成人眼觀察區(qū)域。
在這種類型的設置中，輸出耦合光柵不僅負責將光輸出耦合到觀察者，而且還負責光瞳在第二個方向(這里是y方向)的擴散。
這種分離式的光瞳擴散是“HoloLens 1”型布局的特征。

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布局設計工具
為了設置這種光波導的橫向布局，可以使用VirtualLab的Layout Design工具（僅在光波導工具箱中可用）。
此使用案例的參數(shù)對應于默認配置。
該工具根據(jù)給定的規(guī)格的入射光和人眼觀察區(qū)域提供了一個光波導的光學參數(shù)設置。特別注意的是，光柵區(qū)域的橫向位置和延伸以及光柵周期都是自動設置的。
定義參數(shù)后，單擊“創(chuàng)建結(jié)果”按鈕，然后會創(chuàng)建出光學參數(shù)設置和相應的k布局圖。