ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
WpS 1a440 nLwiCf e 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。
b1gaj"] Z<#hS=eY 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。
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W 一：波导模型，核心要点
!PMU O\y 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
Nrah;i+H\o 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
!Oj)B1gc6& 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
Z2Z q'3* 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
k-E{d04-2 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
fQ'.8'>T 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
=(E I~N 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
tM,%^){p$ 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）
4"@GNk~e ?f*Q>3S) 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
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B_ja&) !s1 （Lumus的LOER波导分束镜方案）
Uu"0rUzt Um)> 2|rp} 
.lBgp=! .6m "'m0; 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
^ *&X~ 8@) 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）
dI*'! wK [EY`am8[ 2 $ !D* < 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
R 0;ef D x|0:P sE 
Bi~:>X\[^6 （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
P F`rWw {kLGWbo|Q 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
3Db3xN a. 理想闪耀型
* U=]@I}J b. 正弦位相型
pilh@#_h c. 方波位相型
=s} Xy_+: d. 表面全息型
sM\lO e. 二元位相型
"BVdPS DBk 
V8-h%|$p3W a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
[4+q+ r7] "?# 1ndJ+H0H 
g,]@4| b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
bm}6{28R sT1&e5`W 三：体全息（布拉格）光栅，支持透射型及反射型，支持衍射效率计算及公差分析，支持多种物光，参考光输入模式（用于构建干涉条纹，形成光栅周期分布）
C+F*690h Qn:kz* : V &Mf:@y 
s k 2% a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
2UP,Tgn.. Q0_>'sEM 
[m'CR 4(| b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
DF 1<JdO+ Zt@Z=r:& 
!OcENV c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
Vv*NFJ | kw,$NK' 9l +{OA 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
7ODaX.t-> %G?K@5?j? 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：
-s_ _ E http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax 4B-yTyO http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye V/"}k u Omag)U)IPh 
znZ7*S >6\ y/_wx(2 S{p}ux[}= 非序列模式：光斑点查看
no Nm^hFL 
^m7~:=K7WG 5 9B&2861 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
r$nkU4N' 
!rTmR@e$/ MonS hIz
实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
+=c am/A yu&Kh4AP 
=^h~! ovj: 点列图
o ;`!kIQ 
*+lsZ8'^C 衍射PSF
~!+h?[miV 
qeaA&(|5 }X$l\pm 几何MTF
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X% [YL 
K5ZnS`c;
S2=%x. 衍射MTF
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h8^i\j K 6pw8 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）。
:%_ q[ }e 9Z!lmfnJ 详情请咨询：
sales@ueotek.com 027-87878386
