摘要 [ OMcSd|nf [F+l Vb 目前，大多数创新的增强和混合现实设备都是基于光波导或波导配置，并结合微观结构来耦合光的进入和输出。VirtualLab Fusion技术能够通过应用我们独特的物理
光学方法对这些器件进行详细的建模，其中包括所有感兴趣的影响因素（如相干性、偏振和衍射）。我们通过建立一个简单的“HoloLens 1”型（1D-1D出瞳放大器）布局模型来演示这种能力，该设备能够在32°×18°的
视场下引导光传输。
)R {4"&&2 )y.J2_lI8 
rtf>\j+ @< },- u 建模任务 ngEjbCV+ 0?SdAF[:z 
!=cW+= 1 ^b;.zhp8;N 光波导的工作原理 62%. ddM4 &hd +x5 光波导使用内部全反射(TIR)来“捕获”光波导板内的光。为此，采用
光栅耦合入射和出射光，并确保满足内部全反射条件。
d'^jek h 3j<]
W 
7Y @ && < 8r%_ '] 出瞳放大光栅的功能是在某一个方向上(这里是x方向)复制耦合的光瞳，以扩散出瞳，或者换句话说生成人眼观察区域。
tB}&-U|t[~ 在这种类型的设置中，输出耦合光栅不仅负责将光输出耦合到观察者，而且还负责光瞳在第二个方向(这里是y方向)的扩散。
v8
ggPI 这种分离式的光瞳扩散是“HoloLens 1”型布局的特征。
b V;R}3) XkuNLs4 
hRxR2
3 boINmX 布局设计工具 OyZgg(iN 为了设置这种光波导的横向布局，可以使用VirtualLab的Layout Design工具（仅在光波导工具箱中可用）。
'(&.[Pk:" h3>/ ..l 查看k布局 l5D8DvJCj k布局图可以与光波导
系统一起作为布局设计工具的副产品创建，也可以通过菜单中的条目独立生成。
t%q@W,2J 可以配置以下参数：
U`ID Z{g 波长；
*8,]fBUq 环境和平板的
材料；
];B h1 视场角范围；
o}7`SYn 光栅周期和方向。
~e ]83? 结果图包含以下信息(在k域中)：
y!mjZR,& 描述材料内部传播条件的圆(可用方向和k值)。
MPT*[&\- 在某些光栅区域后入射光和衍射光的视场延伸、形状和位置。
R BwI*~%g{ 由光栅引入的视场位移的说明。
b!5W!vcK z[}[:H8 
aJOhji<b#L 任何参数的调整都会相应地改变图像。
6*GY%~JbD -+#\W B{AI 光波导表面布局 F^3Q 0KsT 几何布局显示了第一平面表面上的3个光栅：
<i%.bfQ/- .1[K\t)2 
M7fw/i M{3He)& 光栅#1：耦入光栅
#
x! 47Y{ 光栅#2：扩散光栅
GO+cCNMa" 光栅#3：耦出光栅
E
Rqr0>x LylB3BM 
#fRhG^QKp l}5@6;} 光栅#1：输入光栅 [- a2<E 9`$fU)K[Pl ]j~V0 1p/e 耦入光栅被定义在一个矩形区域内。定义光栅区域的一般工作流程是：
8 uchp g"FG7E & 
O!\P]W4r$ 1. 确定区域的形状和直径；
0.~QA+BD:S 2. 选择区域通道；
S c_*L<$ 3. 定义光栅的周期和方向；
(XX6M[M8 4.指定传播级次（从正面和背面）；
Ky8sLm@ 5.指定透射效率和反射效率。
q+> {@tP9 cuB~A8H#} 
|Eu_K` z\sy~DM;> 光栅#2：简单多边形区域中的扩散光栅 O1ofN#u J;Xh{3[vO 扩散光栅被定义在一个多边形形状的区域中。所需区域通道为‒//+，因此只指定照射到光栅背面的光的反射级次。
p'0j db :S l|/ h4BJ' 
^}8(o A{bt
Z #k 光栅#3：输出光栅 Nh^T,nv*l sbjAZzrX2i D}>pl8ke~g 输出耦合光栅被定义在一个矩形区域内。
1j`-lD 区域通道‒/+和‒/‒需要激活负责扩散和输出耦合的级次。
SsIy ;l +%OINMo.A 
lF2im5nZ? t>)iC)^u 结果：三维系统中的光线追迹 /!=uM . u}\F9~W-{ 有视场中心角度的系统视图光线：
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pE AE={P*g 
w4Qqo( pEuZsQ 32°×18°扫描
光源（9种模式，不同颜色）输入的系统视图光线：
%[u6< L'BDS* 
yM}}mypS GbFLu`I u 结果：场追迹（真实颜色视图） W2D^%;mw +iz5%Qe<f 
gPSUxE `O. ?l! L
)!2 结果：场跟踪（伪颜色视图） y>Zvos e I= G%r/3 
Dd-;; Y1C :9Zu&t 横向均匀性评价 h$F;=YS |Zr5I"; 为了评估人眼观察区域内的横向均匀性，提供了均匀性检测器，它可以在元件列表中找到（在探测器（Detectors）>评价函数（Merit Functions）>均匀性检测器下（Uniformity Detector）。该探测器能够研究在特定位置的特定区域（如人眼观察区域）的横向能量密度分布。
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