ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
RgLk AHA 'Ad |*~ 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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fy 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)@ J %oiA'hz;* 一：波导模型，核心要点
Lr<?eWdCwJ 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
JVh/<A 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
c}D>.x|] 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
>on' y+ 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
Zie t-@} 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
MFs W 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
a\Dw*h?b~ 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
{#H'K*j{ 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）
tnFhL& !E9A=u{ 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
c$~J7e6$ Qd"u$~ qC （Lumus的LOER波导分束镜方案）
zH1ChgF=} ?CZ*MMV Pc=:j( l#;o^H i 左图：4个分束镜片具有相同的反射/透射比，但会导致出射的4束光能量上分布不均匀
A?Gk8 右图：合理的控制优化4个分束镜片反射/透射比，来使得输出的4束光能量分布均匀（扩展光瞳上的能量分布均匀）
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@- }7Y @u@R 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
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)cH] （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
* ;<>@* xI^nA2 g 二：位相型全息光栅，支持衍射效率及公差分析，支持如下全息光栅
L+TM3* a* a. 理想闪耀型
E]%&)3O[ b. 正弦位相型
k"J=CDP\ c. 方波位相型
yMBFw:/o d. 表面全息型
cK6IyJx- e. 二元位相型
Wup%.yT~Ds p$bR M`R&s a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
1}b1RKKj< J7s\
'EsdYx5C iM{UB =C b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
!-Md+I_ >d#Ks0\& 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）
,P$Crs[ MU5#ph G~`nLC^Y * 2s(TW a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
^%2S,3*0 _,5) (X}Q'm$n\h b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
:H`Z.>K 50^ T \u lO dw H" c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
/d]{ #,k t/0h)mL} ] ! :0^| 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
wNhtw'E8 5sK1rDN 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：
Y#aHGZ $i http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax R|O."&CAB http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye Wf!<Qot|R# Fg -4u&Ik )6,Pmq~) Pg/$ N5-> &?j]L4% 非序列模式：光斑点查看
5W~-|8 m coFQu ; i =}Xw}X+[WY 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
FV W&)-I /\|AH M H`X>
实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
u &s>UkR `#w`-
T *8rR" 点列图
)A H)*Mg TBp$S=_** 衍射PSF
$7JWA9#N! )k'4]=d
< ;L.RfP"5< 几何MTF
#{oGmzG! sQ8_j -R z%<` 衍射MTF
Th[ Gu8b3 lL{1wCsl ;fnE"} 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）。
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j CH3bpZv 详情请咨询：
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