ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
X0.k Q r roI 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。
d)1 d0ES ,` 6O{Z~ 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。
Uc^e Ia@ A+de;& 一：波导模型，核心要点
g]vo."}5E 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
Je5}Z.3m 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
GRM6H|. 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
m}hEi 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
T\?$7$/V 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
z{`K_s %5 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
w;W # 'pE 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
kOdXbw9v 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）
%<8`(Uu5 !K*(# [ 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
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WX6}@mS. （Lumus的LOER波导分束镜方案）
EM QGP<[ eu={6/O 
hz :h>Hwy )Fon;/p 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
sPX&XqWx 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）
K*I!:1;3N e`n+U-)z GXC,p(vbE 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
4Hy/K^Ci <yl%q*gls 
C o>e<be%S （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
/| q .q 7-:R{&3Lm: 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
P9`R~HO'` a. 理想闪耀型
4>A|2+K\ b. 正弦位相型
xt_:R~/[ c. 方波位相型
V6Mt;e)C d. 表面全息型
5`Q j< e. 二元位相型
Jvc:)I1NE7 
Y<L35
? a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
>)F "lR:o J3 `0i@ ]
# VHx 
DA1?M' N b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
sYjhQN=Y* d~1uK-L]* 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）
~8s2p%~ ^/_Yk.w )fHr ]#v 
Ve2{;`t a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
K L9k9|!p }} "pQ!Z 
/>Q}0H g b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
z/ u^ ,AmwsXN"F 
q`,%L1c4 c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
f WZ( R&9FdM3K`: Z:dp /M} 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
v\GVy[Qyv -Arsm 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：
m8ts!6C http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax #MKM.T,\t http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye zcKQD )] |GtvgvO, 
CHsg2S o:D,,MkSw _ bGkJ= 非序列模式：光斑点查看
=e4 r=I 
I ]^>>>p$ gs5(~YiT6 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
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^'/4A 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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PVsKI< 点列图
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&)Xc'RQ.C 衍射PSF
MF8-q'upyT 
.E<nQWz 8 z Fo11;*D 几何MTF
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<.Ws; HN} ?@
F2Kv 衍射MTF
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N%
4"9K 'v"= 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）。
X` zWw_i <7M-?g:vj 详情请咨询：
sales@ueotek.com 027-87878386
