| optics1210 |
2018-01-11 10:49 |
ZEMAX—严格耦合波理论(RCWA)在光栅设计及AR/MR中的应用
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光栅作为一种衍射分光器件，在分光仪器及遥感领域如单色仪、光谱仪、高光谱相机已经得到越来越多的应用；近年来，随着AR/MR（增强现实/混合现实）中的现实应用，光栅与衍射波导一起在这些场景中也得到了广泛的使用，如微软的HoloLens、索尼的 Smart Eyeglass。在这些应用中，光栅的使用，使得头戴显示设备更加轻巧。 U7xKu75G1
在光栅设计中，尤其是涉及到亚波长光栅以及偏振应用，严格耦合波理论（RCWA）是一种经常用到的严格数值解析方法。 f7?u` "C
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图一： 光栅在分光仪器中应用 b>@fHmpwD
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图二：光栅的一些形貌特征 lGXr-K?+Y
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GratingMaster是美国光软公司的一款光学镀膜及光栅设计软件，基于RCWA (Rigorous Coupled Wave Analysis，严格耦合波分析），精于大角度1维 和 2维 达曼光栅 设计，可用于构建网点结构光，实现形貌测量或者特征识别(如iPhone X中的Face ID技术)，在一些AR/MR中有广泛的应用前景。 J?/NJ-F
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通过ZEMAXR的光栅设计模块现在可以与GratingMaster实现有效的互联、动态链接，在ZEMAX里可以实现任意形貌光栅的建模与偏振态分析。ZEMAX里光栅模块核心功能点如下： ?8ady%
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*支持标量衍射理论及严格耦合波理论（RCWA）的衍射效率计算 IN=l|Q$8f
*支持体光栅、正弦光栅、矩形光栅、闪耀光栅、二元光栅建模 YDaGr6y4i
*支持任意形貌的梯形光栅、三角形光栅、倾斜光栅建模 #&Fd16ov
*支持亚波长光栅设计 {k)H.zw e
*支持任意偏振态分析 +a|u,'u
*支持序列及非序列模式 )VeeAu)p
*支持几何光线及高级物理场追迹 0Ci :w|J
*支持多核、多线程并行运算 *fp4u_:`
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自定义光栅形貌特征 7!A3PDAe
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亚波长光栅偏振态分析（衍射效率曲线 vs.波长） "9OOyeKu%
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几何光线追迹与物理场追迹 | $ `I1
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实例：微软HoloLensR AR眼镜，ZEMAX非序列光栅、光波导建模实例 ca"20NQ)
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红绿蓝三色光在波导、光栅中的传播 \q:PU6q
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不同视场的光在波导、光栅中的传播 " uD^1'IW2
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