基于分布式计算的AR光波导中测试图像的仿真

摘要

众所周知，因为光学配置的复杂性和多光源模型建模的视场（FOV）等，针对增强和混合现实（AR，MR）应用的光波导组合器建模是具有挑战性的。因此，详细的分析，例如对视场角特性的光学性能的分析，可能是相当耗时的，因为必须考虑许多光源模式和视场角。在这个用例中，我们使用一个具有101×101个采样点（即角度）的棋盘格测试图像来研究光波导的角度性能，从而得到10201个单独的基本模拟结果。

通过使用一个由5个提供41个客户端的多核PC组成的网络，模拟时间可以减少到大约4小时（与之前的大约43小时相比）。

模拟任务

1. 入射耦合

周期：380 nm；光栅脊宽度：190 nm；高度：100 nm；光栅方向：0°。

2. 出瞳扩展

周期：268.7 nm；光栅脊宽度：198~215 nm；高度：50 nm；光栅方向：45°。

3. 出射耦合器

周期：380 nm；光栅脊宽度：200~300 nm；高度：124 nm；光栅方向：90°。

基本仿真任务

1. 入射耦合

周期：380 nm；光栅脊宽度：190 nm；高度：100 nm；光栅方向：0°。

2. 出瞳扩展

周期：268.7 nm；光栅脊宽度：198~215 nm；高度：50 nm；光栅方向：45°。

3. 出射耦合

周期：380 nm；光栅脊宽度：200~300 nm；高度：124 nm；光栅方向：90°。

基本模拟任务的收集：入射视场角度

模拟时间（10201次模拟）：大约43小时。

模拟结果：不同视场角的辐射通量。

注： 21个×21个方向的结果存储在参数连续变化的光栅的查找表中。

使用分布式计算

参数运行用于改变当前视场模式的角度，这允许将各种迭代分发到网络中的计算机上。为了启用分布式计算，只需导航到相应的选项卡，并配置可用的计算机和客户端的数量。然后像往常一样开始模拟，将数据传输到客户端和结果的收集将自动完成（与本地执行的参数扫描的方式相同）。

采用分布式计算方法进行仿真

客户端数量：41台（在5台不同的计算机上）。

模拟时间（10201次模拟）：4小时10分钟。

模拟结果：不同视场角的辐射通量。

模拟时间比较

→分布式计算减少了91%的模拟时间！

注意：由于基本模拟只需要几秒钟，模拟时间的减少会受到网络开销的限制。