Optical waveguide simulation method, system, device, and storage medium

Abstract

An optical waveguide simulation method, an optical waveguide simulation system, a device, and a storage medium are provided. The optical waveguide simulation method includes: acquiring a direction of incidence of light going through an optical waveguide, applying a light path filter to filter light paths split by grating diffraction basing on the direction of incidence, and simulating the optical waveguide based on the filtered light. The light path filter is disposed on a light path propagating through the optical waveguide.

Description

OPTICAL WAVEGUIDE SIMULATION METHOD, SYSTEM, DEVICE, AND STORAGE MEDIUMCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATION

[0001] This application claims priority to Chinese patent application No. 202510101009. X, filed on January 21, 2025, the content of which is hereby incorporated by reference in its entirety.TECHNICAL FIELD

[0002] The present invention generally relates to the field of an optical waveguide, and in particular, to an optical waveguide simulation method, an optical waveguide simulation system, a device, and a storage medium.BACKGROUND

[0003] In a current design of a diffractive optical waveguide, due to the diffraction characteristic of a diffraction grating, a plurality of diffraction orders are generated, which results in a large calculation amount in a simulation process of an optical waveguide. A large quantity of manpower and calculation power need to be invested in a design process of the optical waveguide, thereby reducing efficiency and lengthening a design period. A diffraction order really required in the diffractive optical waveguide is extremely limited. Therefore, in many simulation software, the calculation of grating diffraction includes a selection of diffraction orders. Generally, an optical waveguide designer uses the grating order selection to only calculate selected diffraction orders. This saves the calculation power and improves the simulation speed of the optical waveguide. As the structure of the optical waveguide becomes complicated, a faster simulation speed of the optical waveguide is required. It is difficult to improve the simulation speed by only selecting effective orders. The designer urgently needs an advanced technology to improve the simulation speed.

[0004] For the issue of improving the simulation speed of the optical waveguide in the related art, no effective solution is provided.SUMMARY

[0005] According to various embodiments of the present invention, an optical waveguide simulation method, an optical waveguide simulation system, a device, and a storage medium are provided.

[0006] In a first aspect, an optical waveguide simulation method is provided, including: acquiring a direction of incidence of light going through an optical waveguide, applying a light path filter to filter light paths split by grating diffraction basing on the direction of incidence, and simulating the optical waveguide based on the filtered light. The light path filter is disposed on light paths propagating through the optical waveguide.

[0007] In some embodiments, before acquiring the direction of incidence of light going through the optical waveguide, the method further includes: setting parameters of a light source, an optical waveguide, and a detector. The light source is disposed as the input of the optical waveguide, and a detector is disposed to receive the output of the optical waveguide.

[0008] In some embodiments, setting the parameter of the optical waveguide further includes: setting an in-coupling grating parameter and an out-coupling grating parameter. An in-coupling grating is disposed in a region of the optical waveguide configured for receiving input from the light source, and an out-coupling grating is disposed in a region of the optical waveguide configured for outputting to the detector. Both the in-coupling grating parameter and the out-coupling grating parameter include grating period, angle of grating orientation, or vertex coordinate of a grating region.

[0009] In some embodiments, setting the parameter of the optical waveguide further includes: setting the parameter of a fold grating. The fold grating is disposed in the optical waveguide.

[0010] In some embodiments, when filtering the light paths by the light path filter, the filtering process includes a K-domain partition configured to classify the direction of incident wave vector, and to further select diffraction orders of each incidence.

[0011] In some embodiments, when filtering the light paths by the light path filter, the method further includes: setting the quantity of the K-domain partition according to the architecture of the optical waveguide.

[0012] In some embodiments, the K-domain partition is implemented on a coordinate system of the optical waveguide or a coordinate system of the grating.

[0013] In some embodiments, when filtering the light paths by the light path filter, the method further includes: specifying one or more grating diffraction orders, and selecting the K-domain partition of incident light activated for each grating diffraction order.

[0014] In some embodiments, when filtering the light paths by the light path filter based on the simulation parameters, the method further includes: displaying the activated K-domain partition and the inactivated K-domain partition with different tag or color. The activated K-domain partition includes the enabled incident light.

[0015] In a second aspect, an optical waveguide simulation system is provided. The optical waveguide simulation system includes an optical waveguide system and a light path filter. The optical waveguide simulation system applies the optical waveguide simulation method in the first aspect.

[0016] In a third aspect, a computer device is provided, including a memory and a processor. The memory stores a computer program, and the processor is configured to perform the computer program to execute the optical waveguide simulation method in the first aspect.

[0017] In a fourth aspect, a storage medium is provided. An instruction is stored in the storage medium, and the instruction implements the optical waveguide simulation method in the first aspect when executed by a processor.

[0018] Details of one or more embodiments of the present invention are set forth in the following accompanying drawings and description. Other features, objectives, and advantages of the present invention become obvious with reference to the description, the accompanying drawings, and the claims.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0019] In order to more clearly illustrate the technical solutions in the embodiments of the present invention or the related technology, the accompanying drawings to be used in the description of the embodiments or the related technology will be briefly introduced below, and it will be obvious that the accompanying drawings in the following description are only some of the embodiments of the present invention, and that, for one skilled in the art, other accompanying drawings can be obtained based on these accompanying drawings without putting in creative labor.

[0020] FIG. 1 is a block diagram of a hardware structure of a terminal for an optical waveguide simulation method in an embodiment of the present invention.

[0021] FIG. 2 is a flowchart of an optical waveguide simulation method in an embodiment of the present invention.

[0022] FIG. 3 is a schematic diagram of an optical waveguide simulation system in an embodiment of the present invention.

[0023] FIG. 4 is a schematic diagram of an optical waveguide simulation system in an embodiment of the present invention.

[0024] FIG. 5 is a schematic diagram of a light path filter in an embodiment of the present invention.

[0025] FIG. 6 is a schematic diagram of a light path filter in an embodiment of the present invention.

[0026] FIG. 7 is a specific flowchart of designing an optical waveguide by a light path filter in an embodiment of the present invention.

[0027] FIG. 8 is a flowchart of an operation manner of a light path filter in an embodiment of the present invention.

[0028] FIG. 9 is a contour diagram of a two-partition waveguide in an embodiment of the present invention.

[0029] FIG. 10 is a K-domain diagram of a two-partition optical waveguide in an embodiment of the present invention.

[0030] FIG. 11A is a schematic diagram of a coordinate system of a K-domain partition based on a coordinate system of a grating in an embodiment of the present invention.

[0031] FIG. 11B is a schematic diagram of a coordinate system of a K-domain partition based on a coordinate system of an optical waveguide in an embodiment of the present invention.

[0032] FIG. 12A is a schematic diagram of a K-domain partition in an embodiment of the present invention.

[0033] FIG. 12B is a schematic diagram of a K-domain partition in an embodiment of the present invention.

[0034] FIG. 13 is a schematic diagram of rotating a K-domain partition in an embodiment of the present invention.

[0035] FIG. 14A is a schematic diagram of order selection when the light path filter is not used in an embodiment of the present invention.

[0036] FIG. 14B is a schematic diagram of setting a K-domain partition corresponding to each grating diffraction order in an embodiment of the present invention.

[0037] FIG. 14C is a preview of an activated K-domain partition in an embodiment of the present invention.

[0038] FIG. 15A is a light tracing diagram and a local magnification diagram before a K-domain partition in an embodiment of the present invention.

[0039] FIG. 15B is a light tracing diagram and a local magnification diagram after a K-domain partition in an embodiment of the present invention.

[0040] FIG. 15C is an efficiency distribution diagram before a K-domain partition in an embodiment of the present invention.

[0041] FIG. 15D is an efficiency distribution diagram after a K-domain partition in an embodiment of the present invention.

[0042] FIG. 16 is a schematic diagram of a computer device in an embodiment of the present invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENT

[0043] The technical solutions in the embodiments of the present invention will be described clearly and completely in the following in conjunction with the accompanying drawings in the embodiments of the present invention, and it is obvious that the described embodiments are only a part of the embodiments of the present invention, but not all of the embodiments. Based on the embodiments in the present invention, all other embodiments obtained by one skilled in the art without making creative labor fall within the scope of protection of the present invention.

[0044] Unless defined otherwise, technical terms or scientific terms involved in the present invention have the same meanings as would generally understood by one skilled in the technical field of the present invention. In the present invention, “a” , “an” , “one” , “the” , and other similar words do not indicate a quantitative limitation, which may be singular or plural. The terms such as “comprise” , “include” , “have” , and any variants thereof involved in the present invention are intended to cover a non-exclusive inclusion. For example, processes, methods, systems, products, or devices including a series of steps or modules (units) are not limited to these steps or modules (units) listed, and may include other steps or modules (units) not listed, or may include other steps or modules (units) inherent to these processes, methods, systems, products, or devices. Words such as “join” , “connect” , “couple” , and the like involved in the present invention are not limited to physical or mechanical connections, and may include electrical connections, whether direct or indirect. “A plurality of” involved in the present invention means two or more. The term “and / or” describes an association relationship between associated objects and represents that three relationships may exist. For example, A and / or B may represent the following three cases: only A exists, both A and B exist, and only B exists. Generally, a character “ / ” may indicate an “or” relationship between associated objects. The terms “first” , “second” , “third” , and the like involved in the present invention are only intended to distinguish similar objects and do not represent specific ordering of the objects.

[0045] A method embodiment provided in the embodiment may be executed in a terminal, a computer, or a similar computing device. For example, the method may be performed on a terminal. FIG. 1 is a block diagram of a hardware structure of the terminal in present invention. Referring to FIG. 1, the terminal may include one or more (only one is shown in FIG. 1) processors 102 and a memory 104 for storing data. The processors 102 may include, but are not limited to, processing devices such as Microcontroller Unit (MCU) or Field Programmable Gate Array (FPGA) . The terminal may also include a transmission device 106 for communication functions and an input / output device 108. It may be understood by one skilled in the art that the structure shown in FIG. 1 is merely illustrative, and that it does not impose a limitation on the structure of the terminal. For example, the terminal may also include more or fewer components than shown in FIG. 1, or have a different configuration than that illustrated in FIG. 1.

[0046] The memory 104 may be configured to store a computer program, e.g., a software program and a module of an application software, such as a computer program corresponding to an optical waveguide simulation method in the present embodiment, and the processor 102 may perform various functional applications and data processing by executing the computer program stored in the memory 104, i.e., realize the method described above. The memory 104 may include a high-speed random memory, and may also include a non-volatile memory, such as one or more magnetic storage devices, flash memories, or other non-volatile solid-state memories. In some examples, the memory 104 may further include memories set remotely relative to the processor 102, and these remote memories may be connected to the terminal via a network. Examples of the network may include, but are not limited to, the Internet, an enterprise intranet, a local area network, a mobile communications network, or combinations thereof.

[0047] The transmission device 106 is configured to receive or send data via a network. The network may include a wireless network provided by a communication provider of the terminal. In an example, the transmission device 106 may include a Network Interface Controller (NIC) that can be connected to other network devices via a base station and thus can be in communication with the Internet. In an example, the transmission device 106 may be a radio frequency (RF) module that is configured to be in communication with the Internet wirelessly.

[0048] The present invention provides an optical waveguide simulation method. FIG. 2 is a flowchart of an optical waveguide simulation method in an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, a process of the optical waveguide simulation method includes following step 210 to step 230.

[0049] Step 210 includes that acquiring a direction of incidence of light going through an optical waveguide.

[0050] At step 210, simulation of the optical waveguide may be a simulation process in which light is transmitted in the optical waveguide. When light is transmitted in the optical waveguide, the light has the direction of incidence. The direction incidence of the light may be acquired during simulation.

[0051] Step 220 includes that applying a light path filter to filter light paths split by grating diffraction basing on the direction of incidence. The light path filter is disposed on the light paths propagating through the optical waveguide.

[0052] At step 220, the light path filter is disposed on the light paths propagating through the optical waveguide, and configured for filtering the light paths to adjust a propagating direction of the light, so as to implement light path filtering in the simulation process.

[0053] Step 230 includes that simulating the optical waveguide based on the filtered light.

[0054] At step 230, the filtered light may be less than the light before filtering, that is, light that does not need to be simulated and calculated may be filtered, a calculation amount of simulation of the light may be reduced, and simulation time of the optical waveguide may be reduced.

[0055] In the present embodiments, the light path filter may be applied to optical waveguide simulation. The light path filter may be used to filter out light that does not need to be simulated and calculated, the calculation amount of simulation of the light may be reduced, thereby reducing simulation time of the optical waveguide, reducing an optical waveguide design period, and improving optical waveguide design efficiency.

[0056] In some embodiments, before acquiring the direction of incidence of light going through the optical waveguide, the method may further include: setting parameters of a light source, an optical waveguide, and a detector. The light source is disposed as the input of the optical waveguide, and a detector is disposed to receive the output of the optical waveguide.

[0057] In the present embodiments, the light may be emitted from the light source, incident on the input of the optical waveguide, emitted from the output of the optical waveguide, and received by the detector, so that transmission of light in the optical waveguide may be completed. In the simulation process of the optical waveguide, changes in the parameters of the light source, the optical waveguide, and the detector may all affect light transmission. Accuracy of the optical waveguide simulation may be improved by setting the parameters of the light source, the optical waveguide, and the detector.

[0058] Specifically, the parameter of the light source may include a light source type and a light source position, the parameter of the optical waveguide may include a refractive index, a thickness, a length, and the like, and the parameter of the detector may include a detector type and a detector position.

[0059] In some embodiments, setting the parameter of the optical waveguide may further include: setting an in-coupling grating parameter and an out-coupling grating parameter. An in-coupling grating is disposed in a region of the optical waveguide configured for receiving input from the light source, and an out-coupling grating is disposed in a region of the optical waveguide configured for outputting to the detector. Both of the in-coupling grating parameter and the out-coupling grating parameter may include grating period, angle of grating orientation, and vertex coordinate of a grating region.

[0060] In the present embodiments, the optical waveguide may be disposed with the in-coupling grating and the out-coupling grating, respectively, which facilitates light entering and leaving the optical waveguide. During optical waveguide simulation, both of the in-coupling grating parameter and the out-coupling grating parameter may be set to further improve accuracy of optical waveguide simulation.

[0061] Specifically, both of the in-coupling grating parameter and the out-coupling grating parameter may include the grating period, the angle of grating orientation, the vertex coordinate of the grating region, a grating vector, and the like. The grating period may refer to a length of a group of lines repeated on the grating, i.e., a minimum unit length of repeated occurrence in a grating structure. The grating vector may refer to a vector configured to describe effect of a periodic structure of the grating on propagation of the optical waveguide.

[0062] In some embodiments, setting the parameter of the optical waveguide may further include: setting the parameter of a fold grating. The fold grating may be disposed in the optical waveguide.

[0063] In the present embodiments, the fold grating may be disposed in the optical waveguide, so as to facilitate fold of a transmission path of the light in the optical waveguide. In optical waveguide simulation, a fold grating parameter may be set, so as to further improve accuracy of optical waveguide simulation.

[0064] It should be noted that, the step of acquiring the direction of incidence of the light of the optical waveguide may be performed after the in-coupling grating parameter, the out-coupling grating parameter, or the fold grating parameter is set, or may be performed after multiple or all grating parameters are set.

[0065] In some embodiments, when filtering the light paths by the light path filter, the filtering process may include a K-domain partition configured to classify the direction of incident wave vector, and to further select diffraction orders of each incidence.

[0066] In the present embodiments, the light path filter may classify the direction of incident wave vector, and further select diffraction orders of each incidence by a K-domain partition method, a target wave vector of the light may be selected to transmit in the optical waveguide, and a wave vector that does not need to be simulated and calculated may be filtered, thereby reducing a light simulation path in a simulation process of the optical waveguide, and reducing simulation and calculation time. A K-domain partition may be used as a light path filtering manner, the filtering process may be more intuitive, and filtering effect may be better.

[0067] In some embodiments, when filtering the light paths by the light path filter, the method may further include: setting the quantity of the K-domain partition according to the architecture of the optical waveguide.

[0068] In the present embodiments, different architectures of the optical waveguide may require different quantities of the K-domain partition. The quantity of the K-domain partition may be set according to the architecture of the optical waveguide, so that the quantity of the K-domain partition may be controlled, and a more flexible filtering condition may be provided for optical waveguide simulation.

[0069] Specifically, the architecture of the optical waveguide may include a two-partition form, a three-partition form, or another partition form. The quantity of the K-domain partition corresponding to the two-partition form may include six partitions, ten partitions, and the like.

[0070] In some embodiments, the K-domain partition may be implemented on a coordinate system of the optical waveguide or a coordinate system of the grating.

[0071] In the present embodiments, the coordinate system of the optical waveguide or the coordinate system of the grating may be used as a reference of the K-domain partition, and an appropriate coordinate system may be selected according to a specific requirement of the optical waveguide simulation.

[0072] In some embodiments, the K-domain partition may be configured with an OFFSET function to rotate the K-domain partition, thereby simplifying the partition corresponding to a field of view of the optical waveguide, and ensuring more thorough filtering and faster simulation and calculation.

[0073] In some embodiments, when filtering the light paths by the light path filter, the method may further include: specifying one or more grating diffraction orders, and selecting the K-domain partition of incident light activated for each grating diffraction order.

[0074] In the present embodiments, the K-domain partition may be used in combination with the grating diffraction order, so that better configuration may be achieved to ensure more thorough filtering.

[0075] In some embodiments, when filtering the light paths by the light path filter, the method may further include: displaying the activated K-domain partition and the inactivated K-domain partition with different tag or color. The activated K-domain partition may include the enabled incident light.

[0076] In the present embodiments, the K-domain partition may be activated. The activated K-domain partition may include the enabled incident light, i.e., a wave vector that needs to be simulated and calculated, and the activated K-domain partition may be displayed by a tag or color that is different from the inactivated K-domain partition, thereby facilitating activation of K-domain partition and related parameter setting. A selection error may be avoided, and correctness of the optical waveguide simulation may be ensured.

[0077] Furthermore, when the K-domain partition is displayed, functions such as refractive index selection of the optical waveguide may be further provided.

[0078] It should be noted that the steps shown in the foregoing procedure or the flowchart of the accompanying drawings may be executed in a computer system such as a group of computer executable instructions. Although a logical sequence is shown in the flowchart, in some cases, the steps shown or described may be executed in a sequence different from that shown herein.

[0079] The present invention further provides an optical waveguide simulation system. Referring to FIG. 3, the optical waveguide simulation system includes an optical waveguide system 310 and a light path filter 320. The optical waveguide system 310 includes a light source assembly 311 configured for emitting light, an in-coupling grating assembly 312 configured for receiving light, an out-coupling grating assembly 313 configured for coupling out light, and a detector assembly 314 configured for collecting light. The light path filter 320 is configured for filtering light paths split by grating diffraction basing on the direction of incidence, the filtered light is configured for optical waveguide simulation, and the light path filter 320 is disposed on the light paths propagating through the optical waveguide.

[0080] In the present embodiment, the light path filter 320 is disposed on the light paths propagating through the optical waveguide, and a wave vector that does not need to be simulated and calculated may be effectively filtered.

[0081] It should be noted that the light path filter 320 may effectively receive and analyze light from different optical waveguide assemblies, and be applicable to any optical waveguide assembly, such as the light source assembly 311, the in-coupling grating assembly 312, the out-coupling grating assembly 313, or the detector assembly 314. Therefore, the optical filter 320 may be disposed at a location of any optical waveguide assembly, or between optical waveguide assemblies.

[0082] In some embodiments, referring to FIG. 4, the optical waveguide system 310 may further include a fold grating assembly 315 configured for folding the light.

[0083] In the present embodiments, the fold grating assembly 315 may be disposed in the optical waveguide, so as to facilitate fold of a transmission path of the light in the optical waveguide, and further improve accuracy of optical waveguide simulation.

[0084] In some embodiments, referring to FIG. 5, the light path filter 320 may further include a wave vector analyzer 321 configured for selecting a target wave vector.

[0085] In the present embodiments, the wave vector analyzer 321 may apply a K-domain partition to select a target wave vector, and filter a wave vector that does not need to be simulated and calculated, thereby reducing a light simulation path in an optical waveguide simulation process and a simulation and calculation time. The K-domain partition may be used as a light path filtering manner, and filtering process may be more intuitive, and filtering effect may be better.

[0086] In some embodiments, referring to FIG. 6, the light path filter further includes a light order analyzer 322 configured for specifying one or more grating diffraction orders. The wave vector analyzer 321 may be configured for selecting the K-domain partition of incident light activated for each grating diffraction order.

[0087] In the present embodiments, the light order analyzer 322 may be configured for specifying one or more grating diffraction orders. The wave vector analyzer 321 may be configured for selecting the K-domain partition of incident light activated for each grating diffraction order. The K-domain partition may be used in combination with the grating diffraction order, so that better configuration may be achieved to ensure more thorough filtering.

[0088] One skilled in the art should understand that the foregoing assemblies or steps in the present invention may be implemented by a general computing apparatus. They may be concentrated on a single computing apparatus or distributed on a network including multiple computing apparatuses. Alternatively, they may be implemented by program code executable by the computing apparatus. Therefore, they may be stored in the storage apparatus and executed by the computing apparatus. In some cases, the steps shown or described may be executed in an order different from the sequence herein, or they may be separately fabricated into integrated circuits, or multiple assemblies or steps in them may be separately fabricated into a single integrated circuit. In this way, the invention is not limited to any specific combination of hardware and software.

[0089] In a specific embodiment, a specific process of designing an optical waveguide by using a light path filter may refer to FIG. 7. When the optical waveguide is designed, a designer may first set the parameters of the light source, the optical waveguide, and the detector properly. When the parameter of the optical waveguide is set, the parameter of the optical waveguide may be divided into an in-coupling grating parameter (one or more in-coupling grating regions may be set) , a fold grating parameter (zero or more fold grating regions may be set) , and an out-coupling grating parameter (one or more out-coupling grating regions may be set) . The light path filter may be applied to each part of the optical waveguide, or may be applied between the in-coupling grating and the fold grating, the fold grating and the out-coupling grating, or the out-coupling grating and a detector, so that the light that does not need to be simulated and calculated may be filtered. A specific operation manner of the light path filter may refer to FIG. 8. Firstly, an initial parameter of the optical waveguide needs to be designed, a K-domain partition may be used in the light path filter to analyze a wave vector of light in the optical waveguide, the proper quantity of partitions may be set according to the architecture of the optical waveguide, and orientation angle compensation is performed on the partitions. Finally, partitions of incident light activated for each grating diffraction order may be set, and visual processing may be performed on the partitions by a preview graph, to facilitate a designer operation. The UI interface of the light path filter may be extremely friendly, and the user may visually preview the quantity of K-domain partitions, an OFFSET value of the K-domain partitions, a K-domain partition of incident light activated for each grating diffraction order, and the like.

[0090] A two-partition diffracted optical waveguide may be taken as an example. A contour diagram of a two-partition waveguide may refer to FIG. 9. Parameters in the present embodiment may include a FOV (field of view) denoted as 30°, an image aspect ratio denoted as 16: 9, an incident wavelength denoted as 532 nm, an eye box size denoted as 12*10mm, an eye fit distance denoted as 18mm, a waveguide refractive index denoted as 1.9, an in-coupling grating period denoted as 375nm, an out-coupling grating period denoted as 433nm*750nm, and an out-coupling grating orientation angle denoted as 90°. The light emitted by an optical machine may be coupled to an optical waveguide by a circular in-coupling grating in the figure, the light may be transmitted to a two-dimensional grating region in the optical waveguide and be folded by the two-dimensional grating, and the light may be coupled out. Referring to FIG. 10, an inner region of a dotted-line ring may represent the light propagating in the free space, and a middle region between a solid-line ring and the dotted-line ring may represent the light propagating in a total internal reflection condition. A center black box may represent a size of FOV. Incident light in the center black box may be transmitted to a right position between the solid-line ring and the dotted-line ring by an in-coupling grating vector, and may be dilated and coupled out by a two-dimensional grating vector.

[0091] In the foregoing described embodiment, there is a case that a great deal of diffracted light, that is, there are many different wave vectors propagating in the optical waveguide, and the quantity of wave vectors increases rapidly as the light propagates, so that a simulation and calculation time may be extremely long. To resolve a case that a simulation speed is extremely slow, a light path filtering function may be used. In the light path filter, a K-domain may be partitioned by a K-domain partition method, and a wave vector of an activated partition may be calculated. In the light path filter, the K-domain partition may be implemented on a coordinate system of the grating, referring to FIG. 11A. Because an orientation angle of the grating is 90°, K-domain distribution of the grating may be changed from original right distribution to downward distribution. The K-domain partition may be implemented on a coordinate system of the optical waveguide, referring to FIG. 11B. In this case, the K-domain partition may be implemented on the coordinate system of the optical waveguide, and K-domain distribution of the K-domain partition may not change. The light path filter may provide selection of two different coordinates to meet different requirements. In this embodiment, the coordinate system of the optical waveguide is used to partition the K domain.

[0092] To meet an optical waveguide design situation in different K-domain conditions, the light path filter may further divide the K-domain into 1 to infinite different partitions. In FIG. 12A, the K-domain may be divided into 6 partitions, a sequence number #1 may represent a free space propagation region, and six partitions denoted as #2 to #7 may represent total internal reflection partitions. In FIG. 12B, the K-domain may be divided into 10 partitions, #1 may also represent a free space propagation region, and #2 to #11 may also represent total internal reflection regions. In the present embodiment, an optical waveguide may be designed by using a two-partition architecture, and combining with K-domain distribution of the two-partition architecture, the K domain of the optical waveguide may be divided into six partitions referring to FIG. 12A. With reference to FIG. 10, FIG. 12A, and FIG. 12B, it may be learned that when no operation is performed on the K-domain partition, the FOV of the K-domain partition may fall into different regions. Apparently, this is not an optimal selection. To further simplify a partition to which the FOV belongs, an OFFSET function may be added to the light path filter to rotate the K-domain partition. Referring to FIG. 13, an OFFSET value may be set as 0°, 30°, 60°, and 90° corresponding to a, b, c, and d, respectively. In the present embodiment, the OFFSET value may be set as 30°.

[0093] In the partitions, diffraction orders of the grating may be different. Therefore, to filter unneeded light and improve simulation speed, a partition that each order is distributed may need to be selected. FIG. 14A shows an order selection when the light path filter is not used, and the order selection may be sequentially 1 (-1, 1) , 2 (0, 0) , 3 (0, 2) , and 4 (1, 1) . Based on this order, the K-domain partition of incident light activated for each grating diffraction order may be set. Referring to FIG. 14B, corresponding K-domain partition activated for each order may be 1 (2, 7) , 2 (2, 6, 7) , 3 (7) , and 4 (6, 7) . A preview diagram of an activated K-domain partition of FIG. 14B may be shown in FIG. 14C. In a first graph of FIG. 14C, #2 and #7 may represent activated partitions (calculation is required) , and #3, #4, #5, and #6 may represent filtering partitions (no simulation and calculation are required) . In a second graph of FIG. 14C, #2, #7, and #6 may represent activated partitions (calculation is required) , and #3, #4, and #5 may represent filtering partitions (no simulation and calculation are required) . In a third graph of FIG. 14C, #7 may represent an activated partition (calculation is required) , and #2, #3, #4, #5, and #6 may represent filtering partitions (no simulation and calculation are required) . In a fourth graph of FIG. 14C, #7 and #6 may represent activated partitions (calculation is required) , and #2, #3, #4, and #5 may represent filtering partitions (no simulation and calculation are required) . By the foregoing setting, light of a selected order and in a corresponding activated partition may be calculated in optical waveguide simulation design, and other unselected order and K-domain partitions may be filtered. This may greatly improve a simulation and calculation speed and improve optical waveguide design efficiency.

[0094] After configuration of the light path filter and the parameter of the optical waveguide are completed, the optical waveguide may be simulated. FIG. 15 may compare a light tracing diagram before the K-domain partition with a light tracing diagram after the K-domain partition. FIG. 15A may be a light tracing diagram before the K-domain partition and a local magnification diagram thereof. FIG. 15B may be a light tracing diagram after the K-domain partition and a local magnification diagram thereof. From a comparison between FIG. 15A and FIG. 15B, it may be found that a drastic reduction of the quantity of light tracing after the K-domain partition. FIG. 15C and FIG. 15D may be an efficiency distribution diagram before and after the K-domain partition. Efficiency calculation time before the K-domain partition may be 182s, and efficiency calculation time after the K-domain partition may be 28s. In the present embodiment, a single simulation time may be increased by about 6 times. This may greatly shorten a design period of the optical waveguide, improve design efficiency of the optical waveguide and improve design efficiency, and provides a solid basis for optical waveguide optimization.

[0095] The invention further provides a computer device 400. The computer device 400 may be a server. FIG. 16 is a schematic diagram of a computer device according to an embodiment of the invention. Referring to FIG. 16, the computer device 400 includes a processor 41, a memory, and a network interface 43 that are connected by a system bus. The processor 41 of the computer device is configured to provide a computing and control capability. The memory of the computer device includes a storage medium 421 and an internal memory 422. The storage medium 421 stores an operating system, a computer program, and a database. The internal storage 422 provides an environment for performing the operating system and the computer program in the storage medium 421. The network interface 43 of the computer device is configured to communicate with an external terminal by a network connection. The computer program is executed by the processor 41 to implement the optical waveguide simulation method.

[0096] One skilled in the art may understand that the structure shown in FIG. 16 is merely a block diagram of some structures related to the solutions of the invention, and does not constitute a limitation on a computer device to which the solutions of the invention are applied. A specific computer device may include more or less components than those shown in the figure, or combine some components, or have different component arrangements.

[0097] In addition, with reference to the optical waveguide simulation method in the foregoing embodiments, an embodiment of the invention provides a storage medium 421 for implementation. The storage medium 421 stores a computer program. Any one of the optical waveguide simulation methods in the foregoing embodiments is implemented when the computer program is executed by the processor.

[0098] One skilled in the art may understand that all or a part of the processes in the methods in the foregoing embodiments may be implemented by a computer program instructing related hardware. The computer program may be stored in a non-volatile computer readable storage medium. When the computer program is executed, the processes in the foregoing methods embodiments may be included. Any reference to a memory, a database, or another medium used in the embodiments provided in the present invention may include at least one of a non-volatile memory or a volatile memory. The non-volatile memory may include a read-only memory (ROM) , a programmable ROM (PROM) , an electrically programmable ROM (EPROM) , an electrically erasable programmable ROM (EEPROM) , or a flash memory. The volatile memory may include a random-access memory (RAM) or an external cache memory. As an illustration and not a limitation, the RAM may be obtained in multiple forms, such as static RAM (SRAM) , dynamic RAM (DRAM) , synchronous DRAM (SDRAM) , dual data rate SDRAM (DDRSDRAM) , enhanced SDRAM (ESDRAM) , synchronous link (Synch link) DRAM (SLDRAM) , memory bus (Rambus) direct RAM (RDRAM) , direct memory bus dynamic RAM (DRDRAM) , memory bus dynamic RAM (RDRAM) , and the like.

[0099] The technical features in the foregoing embodiments may be combined in any manner. To make the description brief, all possible combinations of the technical features in the foregoing embodiments are not described. However, as long as there is no contradiction between the combinations of the technical features, it should be considered as the scope described in the description.

[0100] The foregoing embodiments represent only several implementation manners of the invention, and description thereof is relatively specific and detailed, but may not be construed as a limitation on the scope of the invention. It should be noted that one skilled in the art may make some modifications and improvements without departing from the concept of the invention, which are within the protection scope of the invention. Therefore, the protection scope of the present invention shall be subject to the appended claims.

Claims

1.An optical waveguide simulation method, characterized by comprising:acquiring a direction of incidence of light going through an optical waveguide;applying a light path filter, to filter light paths split by grating diffraction basing on the direction of incidence, wherein the light path filter is disposed on the light paths propagating through the optical waveguide; andsimulating the optical waveguide based on the filtered light.2.The optical waveguide simulation method of claim 1, wherein before acquiring the direction of incidence of light going through the optical waveguide, the method further comprises:setting parameters of a light source, an optical waveguide, and a detector, wherein the light source is disposed as the input of the optical waveguide, and a detector is disposed to receive the output of the optical waveguide.3.The optical waveguide simulation method of claim 2, wherein setting the parameter of the optical waveguide further comprises:setting an in-coupling grating parameter and an out-coupling grating parameter, wherein an in-coupling grating is disposed in a region of the optical waveguide configured for receiving input from the light source, an out-coupling grating is disposed in a region of the optical waveguide configured for outputting to the detector, and both of the in-coupling grating parameter and the out-coupling grating parameter comprise grating period, angle of grating orientation, and vertex coordinate of a grating region.4.The optical waveguide simulation method of claim 3, wherein setting the parameter of the optical waveguide further comprises:setting the parameter of a fold grating, wherein the fold grating is disposed in the optical waveguide.5.The optical waveguide simulation method of claim 1, wherein when filtering the light paths by the light path filter, the filtering process comprises a K-domain partition configured to classify the direction of incident wave vector, and to further select diffraction orders of each incidence.6.The optical waveguide simulation method of claim 5, wherein when filtering the light paths by the light path filter, the method further comprises: setting the quantity of the K-domain partition according to the architecture of the optical waveguide.7.The optical waveguide simulation method of claim 5, wherein the K-domain partition is implemented on a coordinate system of the optical waveguide or a coordinate system of the grating.8.The optical waveguide simulation method of claim 5, wherein when filtering the light paths by the light path filter, the method further comprises: specifying one or more grating diffraction orders, and selecting the K-domain partition of incident light activated for each grating diffraction order.9.The optical waveguide simulation method of claim 5, wherein when filtering the light paths by the light path filter, the method further comprises:displaying the activated K-domain partition and the inactivated K-domain partition with different tag or color, wherein the activated K-domain partition comprises the enabled incident light.10.An optical waveguide simulation system, comprising an optical waveguide system and a light path filter, characterized in that the optical waveguide simulation system applies the optical waveguide simulation method of any one of claims 1 to 9.11.An electronic device comprising a memory and a processor, characterized in that the memory stores a computer program, and the processor is configured to perform the computer program to execute the optical waveguide simulation method of any one of claims 1 to 9.12.A storage medium, characterized in that a computer program is stored in the storage medium, and the computer program is configured to execute the optical waveguide simulation method of any one of claims 1 to 9.

Images