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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。 ?\<Kb|Q
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。 dV^ck+
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图一: 光栅在分光仪器中应用 #8%~ u+"N
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图二:光栅的一些形貌特征 Z5*O\kJv
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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。 nFefDdP
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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:
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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 {axRq'=
*支持体光栅、正弦光栅、矩形光栅、闪耀光栅、二元光栅建模 hy3?.
*支持任意形貌的梯形光栅、三角形光栅、倾斜光栅建模 @[5] ?8\o
*支持亚波长光栅设计 vJQ_mz
*支持任意偏振态分析 ir_X65l/2
*支持序列及非序列模式 Xa$tW%)
*支持几何光线及高级物理场追迹 jz I,B
*支持多核、多线程并行运算 dAaxbP|
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自定义光栅形貌特征 #* 8^ar<
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亚波长光栅偏振态分析(衍射效率曲线 vs.波长) JNI&]3[C>?
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几何光线追迹与物理场追迹 &qm:36Y7Xg
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实例:微软HoloLensR AR眼镜,ZEMAX非序列光栅、光波导建模实例 ItG|{Bo
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红绿蓝三色光在波导、光栅中的传播 KwxJ{$|xH
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不同视场的光在波导、光栅中的传播 ho6,&Bp8
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