ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
r@H7J 5<Y- {gS7pY% _W 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。
E&b!Y' -[5yp 2F-{ 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。
k'1i quc#u fq[,9lK 一：波导模型，核心要点
Uv=hxV[7y 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
3*<~;Z' z4 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
SBG.t: 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
R94 ID@LF 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
_R|8_#yM 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
+{ {'3=x9 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
9$N~OZ;-*x 7. 此波导可以“一键”检验入射光束是否满足全反射条件，并过滤掉不满足全反射条件的光束
]}N&I_mU 8. 此波导可以搭配全息光栅、体光栅（光栅支持衍射效率计算，支持优化及公差分析）
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$.g< 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
dWDf( SS 7@9R^,M4: （Lumus的LOER波导分束镜方案）
!XrnD# DzK%$#{< >^+c s^jCM ZS?4< lXF 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
Kd^,NAg 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）
.s>PDzM $ Hd0? }w \ Eza B}BLQ9 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
rtgu{m02 m <e-XT :~dI2 e\: （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
)\Ay4 d Bis'59?U_ 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
Ni) /L (
& a. 理想闪耀型
[n9X5qG~ b. 正弦位相型
AU/L_hg c. 方波位相型
$tFmp) d. 表面全息型
3/?{=
{ e. 二元位相型
jMB&(r VT`C<' a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
*Z=:?4u IAa}F!6Q1 '"<h;| j`$d W H/2 b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
v6_f F5N/ > z1q\cz 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）
YU24wTe;k |dQ -l ! p$OkWSi~ )M(-EDL>Qk a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
B&k"B?9mL j @+QwZL| BD ( b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
C@Fk Y)]x1I {Kk ut?5 c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
9H4Nv B{ xxC2F:Q?U ?3{:[* 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
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IyK% 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：
gu~F(Fb' http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax .gK>O2hI http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye ?* %J Gz _ lYt| C^ n_X)6 s {[%kn rRJ Q(J6;s#b 非序列模式：光斑点查看
pN
^^U[ TUV&9wKXo ic_q< Y} 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
gnPu{-Ec* :yTpjC-S] >SR! *3$5 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
}b5If7 ;j]-;wg-; {x#I&ra 点列图
vUU)zZB ~ ya^zlj\`0e 衍射PSF
- 'iV-]< sF`ELrR \ )LP=IT 几何MTF
`/0S]?a.{B A/zZ%h w`" )^KXi 衍射MTF
%3r`EIB6 t kJw}W1@ nA#FGfZ{Ge 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）。
z[q#Dw <:rbK9MIl 详情请咨询：
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