ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
=SAU4x jo p MJ1v 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。
Bs M uQ|! /2 m?15c+ 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。
@y/wEBb eJo3 MK 一：波导模型，核心要点
!gmH$1w 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
-.|4Y#b:& 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
z 8*8OWM 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
P\&! ] 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
C P3<1~ 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
}I!hOD>]O 6. 此波导可以方便的定义分束镜片的反射率/透射率，来保证光瞳扩展区域多出射光束的能量均匀性
0 'r%,0 7. 此波导可以“一键”检验入射光束是否满足全反射条件，并过滤掉不满足全反射条件的光束
7 ua6l [c 8. 此波导可以搭配全息光栅、体光栅（光栅支持衍射效率计算，支持优化及公差分析）
.Xd j(_& # DjCzz\ 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
A, PlvI 
dk==? （Lumus的LOER波导分束镜方案）
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k5&bq2 )I =]>NDWqpHN 左图：4个分束镜片具有相同的反射/透射比，但会导致出射的4束光能量上分布不均匀
6UE(f@ 右图：合理的控制优化4个分束镜片反射/透射比，来使得输出的4束光能量分布均匀（扩展光瞳上的能量分布均匀）
(.Lrmf@hI7 =q" eU=9 c:l]=O 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
3[XQR8o poJg"R4 
Ft@Wyo`^ （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
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mk>e/ m4[g6pNx~ 二：位相型全息光栅，支持衍射效率及公差分析，支持如下全息光栅
60Z]M+8y8 a. 理想闪耀型
M/*NM= -a b. 正弦位相型
vSW
L$Y2 c. 方波位相型
z\/5 3Sy< d. 表面全息型
Y&2aO 1 e. 二元位相型
]=!P(z| 
]/T -t1D a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
rQP"Y[ b8 f+,2Tk "*7C`y5&P 
)nu~9km3 b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
f '6|OsVQ 1IgHc.s 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）
Z7jX9e"L OSzjK7: _B,_4} 
n$2 RCQ a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
w.N,)]h #yc L'T`X% 
@rb l^ b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
H0*5_OJ!i <3hA! $o~ 
5A&y]5-Q` c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
5%
nt0dc Q;nAPS *T4<& 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
iS@\ =CK 4(vyp.f 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：
5eX59:vtl http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax `dJ DucD http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye ^t' 3 rft }iI bc A 
s>z2 k F?Or;p5`Y z L s^,x 非序列模式：光斑点查看
9e<Zgr?N 
wAbp3h X |ia@,*KD 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
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hb uZaxo< OR+A_:c.D 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
z^s ST ${U6= 
[V@yRWI 点列图
xKp0r1} 
F ,G, b 衍射PSF
6CNS%\A 
h'^FrW aU/ {Iy7.c8S 几何MTF
~uPk 
7tH]*T9e> Goj4`Hc 衍射MTF
E!aq?`-'! 
\T q "mw9P $cK^23H/Fj 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）。
Vdvx"s[`m p[ YWSjf 详情请咨询：
sales@ueotek.com 027-87878386
