| 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。 YMVi7D~;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。 ?FwHqyFVlQ
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图一： 光栅在分光仪器中应用 7|jy:F,w%
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图二：光栅的一些形貌特征 OR37
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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。 u:tcL-;U
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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： Q2:r WE{K!
*支持标量衍射理论及严格耦合波理论（RCWA）的衍射效率计算 Cl3L)
*支持体光栅、正弦光栅、矩形光栅、闪耀光栅、二元光栅建模 * {5/" H5
*支持任意形貌的梯形光栅、三角形光栅、倾斜光栅建模 h:sf?X[
*支持亚波长光栅设计 |o*qZ} 6
*支持任意偏振态分析 esq~Ehr=
*支持序列及非序列模式 jbU g?4k!
*支持几何光线及高级物理场追迹 W\ mgM2p
*支持多核、多线程并行运算 eW8 { ],B
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自定义光栅形貌特征 _8-T?j**
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亚波长光栅偏振态分析（衍射效率曲线 vs.波长） :UAcS^n7h"
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几何光线追迹与物理场追迹 lj:.} +]r
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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 p GF;,h>
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红绿蓝三色光在波导、光栅中的传播 J>< hrZ
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不同视场的光在波导、光栅中的传播 =<)/lz] H
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