ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
]g$ ky.; 0);5cbV7i 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。
<#BK( W~$ aOg9Dqtg)f 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。
U>!TM##1QD xS@jV6E~ 一：波导模型，核心要点
j7_,V?5z 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
ST u(I\9 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
Pn4 .gabE 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
_) vX_gCi 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
n5 ~D xk 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
FYik}wH] 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
5u9 lKno 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
ph b
; D 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）
1 M!4hM
Q r:o9:w: 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
W<&/5s 
7n .A QII （Lumus的LOER波导分束镜方案）
c [M4 l YYI0iM> 
& 0T7Uv-` R $<{"b 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
+~F>:v?R h 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）
1^NC=IS9z ? XVE {N ,O.iOT0=; 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
oAN,_1v) .&]3wB~ 
>N!
Xey （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
qY e`</ 0K"+u9D ^ 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
'U&]KSzxv a. 理想闪耀型
tAjT-CXg b. 正弦位相型
p\~ a= c. 方波位相型
2vUcSK G7 d. 表面全息型
G $*=9` e. 二元位相型
h;E.y
x^[0UA]S9 a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
|a[ "
^
2 FDi DHOR W1o6Sh8v( 
g Yh o$E b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
L1lDDS# c9uu4%KG6< 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）
1l}Am>} Qj
[p/H$ (F;*@Z*R 
r.LO j6c a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
?zsRs?rc0 -
]We |{ 
p `oB._
R b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
c;29GHs2 yhK9rcJq6} 
]EN&EA"< c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
RigS1A\2l "7(@I^'t6 B2BG*xa 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
&2y9J2aA 'Q7t5v@FF 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：
*mn9CVZ(}M http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax ., thdqOO http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye rmX5-k g-x;a0MQx 
(ux9"r^g;x |tY6+T} 6>)KiigZ\ 非序列模式：光斑点查看
d`?EEO 
. ;vd i)'u!V 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
b 5|l8<\ 
&8%^o9sH 7 oYD;li$k 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
`x L@% "$"<AKCwS 
^^xzaF 点列图
RHu,t5, 
E[CvxVCx 衍射PSF
O9N%dir 
Xn!=/<TIVz DAN"&& 几何MTF
:w4 H$+j 
#s}tH$MT# > qI: 衍射MTF
~Ty6]A 
phwq#AxQ k[1[Y{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）。
]?jmRk^ . -x/g+T- 详情请咨询：
sales@ueotek.com 027-87878386
