ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
xlIVLv6dO LiyR,e 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。
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N$+P" 4p<c|(f# 因此选择合适的
光学设计软件，进行仿真，
优化及公差分析，将为您的工作助力，事半功倍。本文通过定制化的模块，利用ZEMAXR对此类
光学系统进行了细致的研究。ZEMAXR作为光学行业的标杆性软件，得到了业内广泛的认可，不仅在传统光学，几何光学领域应用广泛，通过此文我们可以看到，对前沿类光学研究诸如衍射光学等也是一款利器。我们利用ZEMAXR结合定制化的模块，为您提供系统级的解决方案，涵盖显示系统，成像
镜头，波导，衍射光栅，人眼模型，支持衍射效率计算，优化，公差分析及杂散光分析。
!(A< d C>[[_ 一：波导模型，核心要点
z#HNJAQ#| 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
%1\~OnT 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
U5:5$T,C 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
{&TP&_|H 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
'+&!;Jj, 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
hm, H3pN 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
0g'MF S 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
# b,! N 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?<X x?Kk <IBWA0A=8a 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
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EM= U （Lumus的LOER波导分束镜方案）
U{ 52bH< ] kdU]}z F]GX;<` `D $ "K1u 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
}Jo}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）
" N3!!3 P" aw--f( w!r.MWE 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
eWOZC(I*z Ug#EAV<m )0o|u > （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
NqC}}N\, B-p ]. 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
NCp]!=uM; a. 理想闪耀型
Lvb'qZ6n b. 正弦位相型
Bo4iX,zu c. 方波位相型
t=IM" ZgfL d. 表面全息型
C]a iu e. 二元位相型
t vp kc; af_b G; a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
PG{"GiZz= 'tDVSj H2{&da@D5 Ask~ b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
o4H' !JQ'~#jKN 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）
'XI-x[ w <z QUa _| >bOI IAd[_<9D a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
2Uy}#n|)r b
v 4 72 \o6{BiC b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
^. ~ F_ Ubv_ a snVeOe#'S c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
5XZ\7Z| iza.' Mm~ eY\! }) 5 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
Q[ .d l8 XY 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：
9u1Fk'cxG, http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax 2 W Wr./q http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye n ==+NL oF.H?lG7` jN%+)Kj0C) 15cgmZs S -v~XS-F 非序列模式：光斑点查看
lT+N{[kLt* $ItPUYi"; 98%6Z8AS6U 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
0E`6g6xMS * oru;=D@8 E#`JH 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
hQ Lh}}B 70E@h=oQ Cgn@@P5ZC 点列图
e:(~=9}Li @, SN8K0T 衍射PSF
K@@Jt m@y _Wt <Q?_],ip 几何MTF
Iq(;?_ N4wMAT:h $F~hL?"? 衍射MTF
(Ek=0;Cr `bEum3l\6] 5YgUk[J 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）。
b* o,re)Dj K9Bi2/N 详情请咨询：
sales@ueotek.com 027-87878386
