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(duì)于需要反射偏振光的 HUD，我們?cè)诖苏故玖丝梢詾槟承┢裉峁╋@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(duì)稱結(jié)構(gòu)（即寬度和長度）會(huì)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(duì)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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