ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
^uC"df H Rl y jOf{0 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。
'&N: S- tceIA8d6
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。
!O~}, pp 2^cAK t6bC 一：波导模型，核心要点
iPA@<D% 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
F<h &3 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
Y*`:M( 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
/uC+.B9k 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
lO551Y^ 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
''$`;?t> 6. 此波导可以方便的定义分束镜片的反射率/透射率，来保证光瞳扩展区域多出射光束的能量均匀性
Tf9&,!> V 7. 此波导可以“一键”检验入射光束是否满足全反射条件，并过滤掉不满足全反射条件的光束
W H{cJ7wCL 8. 此波导可以搭配全息光栅、体光栅（光栅支持衍射效率计算，支持优化及公差分析）
'wCS6_K D9}d]9]$ 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
!}iL O0 
)EhTM-1 （Lumus的LOER波导分束镜方案）
x%b]e a d 8xk&za 
+<'uw
g|tNa/ 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
+i : E 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）
{KW& wsI r0~ 7v1rG $
1ak I 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
rE/ }hHU 38"8,k 
/u y&2l （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
vN{vJlpY w: m'uB%W 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
N2[, a U a. 理想闪耀型
+}Qv6s# b. 正弦位相型
0l Lr[ c. 方波位相型
/AK*aRU^ d. 表面全息型
~*66 3pA e. 二元位相型
@qg0u#k5 
$k a1X&f a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
/.pa
??u [,\'V0 T+ &x{+gZ 
>GdLEE'w b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
rg#qSrHp U92B+up- 三：体全息（布拉格）光栅，支持透射型及反射型，支持衍射效率计算及公差分析，支持多种物光，参考光输入模式（用于构建干涉条纹，形成光栅周期分布）
[i,5>YIk ;cS~d(% +~R.7NE% 
<[ g$N4 a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
+=n
x|:no UQC'(>.} 
ANA2S*r b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
*X-~TC0
[ / t%"Dh 8x 
kw*Cr/ '* c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
#Pe \Z/ 4aIlzaA c]cO[T_gGa 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
t[H _6 ) [# H8= 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：
@F""wKnV http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax B}TInI%H http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye !5g) 3St [)b/uR 
6Dr$*9 L!G9O]WB 7|{%CckN
非序列模式：光斑点查看
ie$fMBIq 
&gKP6ANx2 x~3>1Wr#M 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
B?/12+sR 
AW{/k'%xw `#IT24! 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
?j^?@%f0
I'6 ed`| 
Og%zf1)aZM 点列图
n
WO~v{h3J 
]0/~6f
衍射PSF
S+e-b'++? 
'%JM nU &H p \(" 几何MTF
U_zpLpm^ 
*$WiJ 3'(m ['9OGV\ 衍射MTF
)Or:wFSMq 
_UbR8 WLj_Zo*^x 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）。
Wpg?%+Y sN[@mAoH 详情请咨询：
sales@ueotek.com 027-87878386
