ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
m^GJuP LW .HkL2m 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。
cm&I* 0\ wPwXM ! 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。
/ .W w6a~ 6~1|qEe6I 一：波导模型，核心要点
<gJU?$ 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
*Df,Ijh $ 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
)u/yF*:n 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
E )5E$ 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
(`sH3&Kl 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
Aq0S-HKF 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
Ah k8 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
1oN^HG6O 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）
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Z{+n 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
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Gx(w 
ReM=eS （Lumus的LOER波导分束镜方案）
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D"J!\_o rmE" rf 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
:yeq(o 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）
~:3QBMk:: 34d3 g )FpZPdN+h 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
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Fl1;;F （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
/XhIx\40 l /)4I|"}R0I 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
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tc8 a. 理想闪耀型
GQ9\'z# + b. 正弦位相型
wYQ&C{D% c. 方波位相型
)w0 AC"2O~ d. 表面全息型
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s4BpV1 e. 二元位相型
L (khAmm 
s;64N'HH a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
F v Jd8kV QoG cWJ `kU/NKq 
U5He? b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
%5A+V0D0' hNd}Y'%V 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）
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;~\MZYs3m a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
qt;y2gf= LWHd~"eU 
l"2OP6d b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
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c =Q[b'*o7 
R8T] 2?Q1 c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
k3 1I ysh 4 =Krq6{ sRrzp=D 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
ea~:} !-P )I$q 5%q8 显示屏经过投影成像镜头，通过体光栅将光束耦合到波导，然后通过另外一块体光栅将光束耦合导出至人眼，此处人眼用一块理想
透镜模拟。更精确的人眼模型，请参考：
9$ |Gfyv http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax m/qbRk68s http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye Ns[ym>x#2 ")!,ZD 
Hx\H $Y ~I799Xi e&qh9mlE 非序列模式：光斑点查看
,i,q!M{- 
Tp9- niW l+g9 5m jP 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
X0M1(BJgGo 
A^2Uzmzl? ZJ 7 7[ 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
lME)?LOI hwI Mn33 
u*# ZXW 点列图
" $ew~;z 
V]vc(rH 衍射PSF
!\,kZ|#> 
y T#{UA^ N]<!j$pOz 几何MTF
W!"}E%zx 
S9 >0t0 zWb4([P; 衍射MTF
\C`~S7jC 
?x0pe4^If ~35U]s@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）。
n]u<!.X !E-Pa5s 详情请咨询：
sales@ueotek.com 027-87878386
