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具有连续调制光栅区域的光波导优化
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infotek
2022-07-20 08:50
具有连续调制光栅区域的光波导优化
在增强现实和混合现实应用 (AR & MR) 领域的光波导光学器件设计过程中,横向均匀性(每个视场模式)和整体效率是两个最重要的评价函数。 为了在光波导系统中获得适当的均匀性和效率值,有必要允许光栅参数的变化,特别是在扩展器和/或输出耦合区域中。 为此,VirtualLab Fusion 能够在光栅区域中引入平滑变化的光栅参数,并提供必要的工具来根据定义的评价函数运行优化。 此用例展示了如何使用连续变化的填充因子值优化光波导,以获得足够的均匀性。
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任务描述
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光波导组件
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使用光波导组件,可以轻松定义具有复杂形状区域的光波导系统。 此外,这些区域可以配备理想化或真实的光栅结构,以充当输入耦合器、输出耦合器或出瞳扩展器。 更多信息请见:
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光栅区域
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对于输入耦合器、输出耦合器和眼瞳扩展器 (EPE),使用了真实光栅。 他们的瑞利矩阵和相应的效率是用 FMM (RCWA) 严格计算的。 您可以在以下位置找到有关如何设置的更多信息:
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总结-组件
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带有附加指南的一般工作流程
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1. 基本光学光波导设置的配置(不属于此用例的一部分)
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2. 足迹和光栅分析工具的应用,包括生成满足参数调制所有要求的光学设置
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3. 光栅参数所需调制的定义
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4. 选择变量并定义评价函数以优化调制光栅参数。
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起点是一个现有的、可执行的光波导系统,其中已经包括基本几何结构(所需距离和定位光栅区域)以及光栅规格(方向、周期、级次)。这个例子取自:
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足迹和光栅分析工具用于指定光栅参数变化的所需范围,并针对特定条件(波长和方向)预先计算相应的瑞利系数。下一步,生成光学设置,其中可以定义平滑参数变化:
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注意:
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光栅调制是针对各个光栅区域定义的。
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足迹和光栅分析
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在足迹和光栅分析工具的帮助下,光栅特性(复值)被预先计算并存储在查找表中,用于选定参数的指定范围(例如填充因子)。 根据可用的效率调制范围选择填充因子的初始范围。 更多信息可参见:
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光栅分析和在光波导上的平滑调制光栅参数
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初始系统的生成
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• 具有所谓光栅参数调制功能的光波导设置由足迹和光栅分析工具生成(包括光栅特性)。
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