本文旨在介紹 Ansys Lumerical 和 Ansys SPEOS 基于 W-HUD 的仿真設(shè)計(jì)工作流。
HUD 通常是具有足夠反射和高透射率的顯示器。對于需要反射偏振光的 HUD，我們在此展示了可以為某些偏振提供顯著反射的周期性等離子體納米結(jié)構(gòu)。所提出的方法可以應(yīng)用于一系列涉及等離子體材料的類似方法。
HUD 是一種結(jié)合了背景圖案和來自其他設(shè)備基本信息的顯示器。它應(yīng)該是一個(gè)透明的顯示器，并且能夠反射來自另一個(gè)顯示器的光。
在這里，我們考慮 W-HUD 并展示由金屬矩形納米結(jié)構(gòu)組成的薄膜。不對稱結(jié)構(gòu)（即寬度和長度）會導(dǎo)致偏振選擇性特征。
實(shí)際上，薄膜厚度約為數(shù)百微米，而基板厚度接近幾毫米。因此，我們將首先專注于在 FDTD 模擬中僅求解等離子體粒子附近的體積。我們將在與 FDTD 模擬相關(guān)的整個(gè)討論中使用薄膜中的角度 (θ film )，在此工作流程的結(jié)尾處，我們轉(zhuǎn)換 SPEOS 數(shù)據(jù)文件的反射屬性，即空氣界面處的反射率（air-film）通過Snell 定律的腳本計(jì)算。
我們使用 BFAST 進(jìn)行 θ film =20° 的平面波寬頻模擬。
為了實(shí)現(xiàn)低損耗和均勻顏色的HUD，我們使用 FDTD 內(nèi)置算法在 θ film = 20°時(shí)優(yōu)化納米結(jié)構(gòu)的尺寸，包括寬度、長度、高度。
對優(yōu)化得到的納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行掃描，以獲得不同偏振、不同入射角和不同波長下的反射。
利用 Lumerical Script 和 Snell 定律計(jì)算空氣薄膜界面處的反射率，并導(dǎo)出成 SPEOS 可讀取的 *.coated 文件格式表現(xiàn)該微結(jié)構(gòu)的反射率屬性。
在 SPEOS里面可以觀察到添加微結(jié)構(gòu)之后的W-HUD可視化結(jié)果。
文章來源：Ansys光電大本營
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