ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
1M 3U)U :hMuxHr 近来，波导与衍射光栅在近眼显示方面得到了极大的应用，利用全息波导完成图像传输和显示，极大的压缩了
光学结构的复杂性，使得器件向质轻，小型化方向发展，使得穿戴设备更方便、轻巧，是未来智能光学发展的一大应用趋势。此类光学研究的核心技术聚焦在波导及全息光栅的研究上，如果要产品化，也必须要考虑加工及公差的影响。
mnil1*-c0 y|MW-|0=! 因此选择合适的
光学设计软件，进行仿真，
优化及公差分析，将为您的工作助力，事半功倍。本文通过定制化的模块，利用ZEMAXR对此类
光学系统进行了细致的研究。ZEMAXR作为光学行业的标杆性软件，得到了业内广泛的认可，不仅在传统光学，几何光学领域应用广泛，通过此文我们可以看到，对前沿类光学研究诸如衍射光学等也是一款利器。我们利用ZEMAXR结合定制化的模块，为您提供系统级的解决方案，涵盖显示系统，成像
镜头，波导，衍射光栅，人眼模型，支持衍射效率计算，优化，公差分析及杂散光分析。
Q 5@~0 ny=CtU!z 一：波导模型，核心要点
PI{sO | 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
aa aC8;. 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
J=\Y 4- " 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
*f4KmiQ~ % 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
:=i0$k<E/ 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
ahV_4;yF 6. 此波导可以方便的定义分束镜片的反射率/透射率，来保证光瞳扩展区域多出射光束的能量均匀性
j ^_ G 7. 此波导可以“一键”检验入射光束是否满足全反射条件，并过滤掉不满足全反射条件的光束
pM#:OlqC 8. 此波导可以搭配全息光栅、体光栅（光栅支持衍射效率计算，支持优化及公差分析）
}*R" yp Hfc^<q4a. 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
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.IKK. G （Lumus的LOER波导分束镜方案）
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w e} sC, ^ g4)aaBZ 左图：4个分束镜片具有相同的反射/透射比，但会导致出射的4束光能量上分布不均匀
s#d# *pgzh 右图：合理的控制优化4个分束镜片反射/透射比，来使得输出的4束光能量分布均匀（扩展光瞳上的能量分布均匀）
7PisX!c,h f ~Fus +- .BF"} 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
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QY^ y(I49 （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
XkK16aLE J@Orrz2q# 二：位相型全息光栅，支持衍射效率及公差分析，支持如下全息光栅
[{ zekF~)@ a. 理想闪耀型
qlgh$9 b. 正弦位相型
N7;E 2 X c. 方波位相型
{;-$;\D d. 表面全息型
`nizGg~1 e. 二元位相型
SU#|&_wtr! 
/S;?M\ a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
{K|{a $K,aLcu :JN 3@NsK 
Zv-6H*zM6 b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
nB:Bw8U"Q tjTF?>^6| 三：体全息（布拉格）光栅，支持透射型及反射型，支持衍射效率计算及公差分析，支持多种物光，参考光输入模式（用于构建干涉条纹，形成光栅周期分布）
RV($G8U }>OE"#si >)5vsqGZaK 
4o=G) KO{ a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
m# S ZI} &G"]v]V 
Qy$QOtrv b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
Z7 f~|} t)m4"p7 
/0\pPc*kA{ c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
Fj&vWj`* u(~s$ENl WI6er;D 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
u3<])}I' {Ise ( > V 显示屏经过投影成像镜头，通过体光栅将光束耦合到波导，然后通过另外一块体光栅将光束耦合导出至人眼，此处人眼用一块理想
透镜模拟。更精确的人眼模型，请参考：
^{Vm,nAQqs http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax r;'!qwr http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye Th8Q ~*v [ cH/Y2[ 
y%GV9 L{Th>]X y~d W=zO 非序列模式：光斑点查看
Vnl~AQfk| 
D H.ljGb [Ytia#Vv 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
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:#L B}=HQ dqkkA/1 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
RS: 0xN\JN )N=wJN 1 
QxkfP % _g 点列图
%z.G3\s0 
c shUxabB 衍射PSF
t"L:3<U7 
cn#a/Hx *H$nydQ: 几何MTF
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nJ? C 4\#3 G]S E
A 衍射MTF
PU >;4l 
SB;Wa% .d fTv/n 由于人眼是大像差系统，衍射效应一般不明显，从速度上考虑可以优先使用几何的光斑尺寸及几何MTF进行优化及公差分析（此时也考虑光栅的衍射效率）。
X}!_p& WI u1"e+4f 详情请咨询：
sales@ueotek.com 027-87878386
