ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
9Dp0Pi?29 Dt\rrN:v 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。
OZEbs 7 $HCgawQ 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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<xrE} Ygc|9} 一：波导模型，核心要点
$\q.Zb 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
mpQu:i|W 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
_9'hmej 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
b[J0+l\!" 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
3H|drj:KV 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
8erG]( 6. 此波导可以方便的定义分束镜片的反射率/透射率，来保证光瞳扩展区域多出射光束的能量均匀性
@9~x@[ 7. 此波导可以“一键”检验入射光束是否满足全反射条件，并过滤掉不满足全反射条件的光束
Dus!Ki~8(t 8. 此波导可以搭配全息光栅、体光栅（光栅支持衍射效率计算，支持优化及公差分析）
5?[hr5E.E b,X+*hRt 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
}<zbx*! [^D>xD3B2 （Lumus的LOER波导分束镜方案）
Bg}l$ ?S X#HH7V> O[\mPFu5 %cBOi_}}~ 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
qWf[X' 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）
(\o4 c0UzK ]E)\>Jb w[ $oH^7 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
O*.n;_& L4Kg%icz l J *38GX+ （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
;NE4G;px4< P- +]4\ 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
qHT73_R a. 理想闪耀型
-9;?k{{[T b. 正弦位相型
4I .'./u c. 方波位相型
O<#8R\v d. 表面全息型
|6;-P&_n e. 二元位相型
o1"N{ Eu Gpi_p a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
[!MS1v c; pjl>ZoOM ?1zGs2Qs #eX<=H] b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
R.DUfU"gp 6nR EuT'k 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）
OCq5}%yU&i gf?N(, \w"~DuA Sk)lT^by a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
oz]&=>$1I q"oNFHYPDs ;)wk ^W b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
UR9\g( l}r 9 kS ^do6?e`?- c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
8!HB$vdw7 7 \[fjCg\w -S n'${2 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
t\ a|Gp W 2i;ox*SfpU 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：
FD&^n J_{ http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax @rA V;D % http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye =FI[/"476 !d U$1:7 +S[3HX7H 1e7I2g IF-y/] 非序列模式：光斑点查看
$d !Vx m >\3\&[#" t K/.9qP 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
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8ZqLG a] t 1"#L_<e 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
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tr:w /nu z_y\J 6y1\ar(A 点列图
RjTGm=1w f8aY6o"i 衍射PSF
A 0U9,M 1_A _)l11 R&&&RI3{ 几何MTF
p\F%Nj, {: #nrD" H0sTL#/L \ 衍射MTF
QxGcRlpLK __FEdO "tl$JbRTY 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）。
PgGUs4[ a@ <-L 详情请咨询：
sales@ueotek.com 027-87878386
