ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
7UVz p v Gd-'Z_ b 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。
m Oy^vMa k1{K*O$e 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。
%s|}Fz-> ow_W%I=6 一：波导模型，核心要点
{^CY..3
A 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
"B3N* R([" 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
!F A] 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
YQHw1 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
r:f[mk"-"A 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
K/i*w<aPb7 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
*h!28Ya(~ 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
+ +6`sMJ 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）
G,o6292h j Cd,jDPrw 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
X*/ho gtk7 )Uh （Lumus的LOER波导分束镜方案）
@k,z:~[C= ?OcJ )5C4 CE#gfP xe{ !wX 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
pGJ> O/ % 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）
D8Ykg >B;& #gz
M| n>ULRgiT:o 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
o] y l ;I F Sw\_[^CQ piPR=B+ （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
.
$BUw :~2vJzp@? 二：位相型全息光栅，支持衍射效率及公差分析，支持如下全息光栅
gp>3I!bo[K a. 理想闪耀型
`UD/}j@ b. 正弦位相型
sH{4Y-J c. 方波位相型
-w9pwB d. 表面全息型
&dM.
d! e. 二元位相型
ZCmgs4W! #Y*X<L a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
,}3
'I [ &J[:awQX &e @2 11o.c; b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
Uwf + "W6uV! 三：体全息（布拉格）光栅，支持透射型及反射型，支持衍射效率计算及公差分析，支持多种物光，参考光输入模式（用于构建干涉条纹，形成光栅周期分布）
gG0!C))8 b$N 2z >3p \m i3tg6 o4C a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
Ag 9vU 7 24
[+pu %|auAq&w b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
Gr*r=s = bfJ^]R dBYmiF!+ c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
/rK}?U 'GNK "XA^ kVkU)hqR 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
3O,+=?VK + O8%Hm 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：
.YhA@8nc~l http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax x-$&g*< http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye % Qm n-uZ >" )Tf6zw& 3eb%OEMYk 95Zy P! LhA*F[6$M 非序列模式：光斑点查看
gZN8!#h}B 3
}duG/ {#ZlM 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
nE Jq_ V3&RJ k=b L uq#9(P 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
I3a NFa} "Lzi+1 _GV:HOBi 点列图
?^7t'`z k K18}W*$
d 衍射PSF
X3{G:H0\p caIL&G, SEo'(-5 几何MTF
sZjQ3*<-r x3hB5p$q 52%2R]G! 衍射MTF
P@Hs`= J=\HO8E6> Dt}JG6 S 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）。
|t^ E~HLm, !=pn77`g > 详情请咨询：
sales@ueotek.com 027-87878386
