摘要
在增強現(xiàn)實和混合現(xiàn)實應(yīng)用 (AR & MR) 領(lǐng)域的光波導(dǎo)光學(xué)器件設(shè)計過程中，橫向均勻性（每個視場模式）和整體效率是兩個最重要的評價函數(shù)。 為了在光波導(dǎo)系統(tǒng)中獲得適當?shù)木鶆蛐院托手担斜匾试S光柵參數(shù)的變化，特別是在擴展器和/或輸出耦合區(qū)域中。 為此，VirtualLab Fusion 能夠在光柵區(qū)域中引入平滑變化的光柵參數(shù)，并提供必要的工具來根據(jù)定義的評價函數(shù)運行優(yōu)化。 此用例展示了如何使用連續(xù)變化的填充因子值優(yōu)化光波導(dǎo)，以獲得足夠的均勻性。
任務(wù)描述
光波導(dǎo)組件
使用光波導(dǎo)組件，可以輕松定義具有復(fù)雜形狀區(qū)域的光波導(dǎo)系統(tǒng)。 此外，這些區(qū)域可以配備理想化或真實的光柵結(jié)構(gòu)，以充當輸入耦合器、輸出耦合器或出瞳擴展器。 更多信息請見：
光波導(dǎo)的構(gòu)造
光柵區(qū)域
總結(jié)-組件
帶有附加指南的一般工作流程
1. 基本光學(xué)光波導(dǎo)設(shè)置的配置（不屬于此用例的一部分）
2. 足跡和光柵分析工具的應(yīng)用，包括生成滿足參數(shù)調(diào)制所有要求的光學(xué)設(shè)置
3. 光柵參數(shù)所需調(diào)制的定義
4. 選擇變量并定義評價函數(shù)以優(yōu)化調(diào)制光柵參數(shù)。
起點是一個現(xiàn)有的、可執(zhí)行的光波導(dǎo)系統(tǒng)，其中已經(jīng)包括基本幾何結(jié)構(gòu)（所需距離和定位光柵區(qū)域）以及光柵規(guī)格（方向、周期、級次）。這個例子取自：
配置光柵區(qū)域的真實光柵結(jié)構(gòu)，這是應(yīng)用光柵參數(shù)連續(xù)或平滑變化之前的必要步驟：
足跡和光柵分析工具用于指定光柵參數(shù)變化的所需范圍，并針對特定條件（波長和方向）預(yù)先計算相應(yīng)的瑞利系數(shù)。下一步，生成光學(xué)設(shè)置，其中可以定義平滑參數(shù)變化：
注意：
光柵調(diào)制是針對各個光柵區(qū)域定義的。
足跡和光柵分析
在足跡和光柵分析工具的幫助下，光柵特性（復(fù)值）被預(yù)先計算并存儲在查找表中，用于選定參數(shù)的指定范圍（例如填充因子）。 根據(jù)可用的效率調(diào)制范圍選擇填充因子的初始范圍。 更多信息可參見：
光柵分析和在光波導(dǎo)上的平滑調(diào)制光柵參數(shù)
初始系統(tǒng)的生成
• 具有所謂光柵參數(shù)調(diào)制功能的光波導(dǎo)設(shè)置由足跡和光柵分析工具生成（包括光柵特性）。
• Uniformity Detector 用于定義優(yōu)化的評價函數(shù)。
定義光柵區(qū)域的調(diào)制函數(shù)
• 打開光波導(dǎo)組件中區(qū)域的編輯對話框； 光柵特性
并且查找表存儲在光柵區(qū)域中。
• 編輯光柵參數(shù)調(diào)制功能，使其定義為可編程功能，光柵參數(shù)的預(yù)期線性調(diào)制由開始和結(jié)束位置的值定義（EPE 從左到右邊界，耦出合從上到下）。
初始系統(tǒng)的生成
在分別為 EPE 和輸出耦合器定義調(diào)制后，可以通過 Optical Setup > New Parameter Optimization 啟動參數(shù)優(yōu)化文檔。
優(yōu)化設(shè)置-選擇參數(shù)
• 分別為EPE 和輸出耦合器光柵選擇調(diào)制開始和結(jié)束位置的填充因子值。
• 根據(jù)調(diào)制功能編輯器中的設(shè)置自動填充原始值。
優(yōu)化設(shè)置 - 指定約束
• 定義變量的可用范圍（此處：EPE 和輸出耦合器的填充系數(shù)）。
• 為了實現(xiàn)低均勻性誤差和可接受的強度分布，將均勻性誤差的目標值設(shè)置為 0%，并指定算術(shù)平均值的目標值。
• 通過定義評價函數(shù)的權(quán)重值，可以調(diào)整優(yōu)化的貢獻（相關(guān)性或優(yōu)先級）。
優(yōu)化結(jié)果
優(yōu)化結(jié)果
優(yōu)化均勻性與能量密度
通過眼動范圍對初始和優(yōu)化系統(tǒng)進行的線掃描揭示了均勻性和局部能量密度的差異。
VirtualLab Fusion技術(shù)
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