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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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