ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
`'r~3kP*NT Exv!!0Cd^ 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。
(6H 7?n v u f<%!=e 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。
l{?9R .L "p+oi@ 一：波导模型，核心要点
}9 B}, 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
IcqzMm b 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
>e.vUUQ{ 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
=d~pr:.F 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
1)~9Eku6K 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
bx6=LK 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
c;t3I}, 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
K x[+$Qt 8. 此波导可以搭配全息光栅、体光栅（光栅支持衍射效率计算，支持优化及公差分析）
z muR n4Nv 1S +T:n 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
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Rm,>6bQx （Lumus的LOER波导分束镜方案）
J.g6< n Q>\DM'{:4 
is%ef 2.@IfBF6 左图：4个分束镜片具有相同的反射/透射比，但会导致出射的4束光能量上分布不均匀
eLHhfu;k 右图：合理的控制优化4个分束镜片反射/透射比，来使得输出的4束光能量分布均匀（扩展光瞳上的能量分布均匀）
F!?f|z,/ |z@AvS [ y fuH 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
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T@r a' fOsvOC 
(<H@W/0$ （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
c\szy&W xu]Kt+QnSk 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
j g EYlZ a. 理想闪耀型
NYxL7 :9 b. 正弦位相型
5[* 8C Y c. 方波位相型
<?;KF2A({ d. 表面全息型
h<C R W- e. 二元位相型
By*YBZ 
Kxh WZ3 a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
Mbly-l{| Y)GU{ ,k@i Nid 
wYS r.T8Q b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
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FvK jO) 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）
]haQ#e}WH W=HHTvK9Hh ?d3<GhzlR3 
VS~+W=5} a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
LH@Kn?R6 }KftV nD? 
Cz&t*i/ b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
F,mStw: k0b6X5 
,HNk< W c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
MQ' =qR 7#N= G N ~xJr|_,gp 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
;D(6Gy9~ cxPO O # 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：
@6;ZP1 http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax #z*,-EV| http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye QPFv]^s( 4 4WyfpTJ* 
?jbx7 ') Iy4 R E P| LS-_GslE7\ 非序列模式：光斑点查看
%?/vC 6 
B'PS-Jr %r(qQM.Pl 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
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J'I1NeK -2C^M> HZ 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
f$?`50D"1 <)L[V 
Hr} \-$ 点列图
4~vn%O6n 
LF:~&
m 衍射PSF
P|;v > 
A=D
G+z'' *~UK5Brf1 几何MTF
|uM=pm;H 
=[TXH^.0 $9 G".T 衍射MTF
<# ./q LSR 
M~9IL\J^G VAdUd { 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）。
iQiXwEAi[ w[^lxq 详情请咨询：
sales@ueotek.com 027-87878386
