OAS在解决AR-HUD问题方面展现出显著优势。本案例将运用 OAS 光学软件,深入分析光波导在 AR - HUD 系统中的应用,探索其优化设计方案。
实验设置与操作参数配置光波导板的参数直接影响光束传输与成像效果,其基板材料选用高折射率的光学玻璃,折射率为 1.7,板厚设定为 3mm,以保证光波导的传输效率与结构稳定性;波导内反射膜层采用多层介质膜结构,反射率在特定波段(如 450 - 650nm)下达到 95% 以上,确保光束在波导内的多次反射与高效传输。
耦合光栅作为光束导入与导出波导的关键元件,其周期设为 500nm,占空比为 0.5,光栅深度为 200nm,通过优化光栅参数实现光束与波导的高效耦合。此外,针对 AR - HUD 系统中的照明光源,选用高亮度、窄光谱的微型 LED 阵列,单颗 LED 的发光角度为 15°,中心波长为 520nm,输出功率为 50mW,以满足系统对亮度与色彩的需求。
模型搭建和参数设置首先创建光波导板三维模型,精确设置其空间位置与方向;随后添加耦合光栅模型,确保光栅与波导板的精确对接,实现光束的顺利耦合。将微型 LED 阵列光源布置在合适位置,模拟实际照明效果。
完成模型搭建后,对系统参数进行全面配置。设定系统的视野(FOV)目标值为 30°×10°,虚拟图像深度(VID)为 5m,以此为基准调整各光学元件参数。在光线追迹参数设置中,定义光线数量为 10000 条,追迹精度设为 0.01mm,确保模拟结果的准确性与可靠性。同时,考虑环境因素对系统的影响,设置环境光强度为 10000lux,模拟强光环境下的显示效果,启动 OAS 软件的光线追迹功能,对光束在系统中的传播过程进行模拟。
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