ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
U?EG6t U3VT*nj' 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。
Gt'/D>FE0 #ko6L3Pi 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。
BK*UR+, pE(sV{PD 一：波导模型，核心要点
j]4,6` b\ 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
{r {>?)O 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
Loc8eToZ 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
) ]}$ 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
y^YVo^3 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
p |s2G~0< 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
I}ndRDz[ 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
D8 wG!X 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）
GDmv0V$6 +Z$a1 Y@ 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
h {H]xe[Q 
rT<1S?jR （Lumus的LOER波导分束镜方案）
85 Dm8~ qu!<lW~c 
(l2<+ R %1 6,zDBax 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
ZZwBOGVU 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）
mVHFT~x7} i2U/RXu |} 9GHjG 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
CL )%p"[x g!\QIv1D 
U#$:\fT （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
XC2Q*Z vS2(Q0+TZi 二：位相型全息光栅，支持衍射效率及公差分析，支持如下全息光栅
g.=!3e&z% a. 理想闪耀型
eoJFh b. 正弦位相型
fW[_+r] c. 方波位相型
>LCjtm\ d. 表面全息型
8W { g e. 二元位相型
h4 h d<, 
Ti TYs a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
.GtINhz* }:"R-s s?HsUD$b 
NrW [Q 3E$ b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
75PS^5T, zEAx:6`c 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）
@!Y.935/0 z{AM2Z l; */M.B 
^=3 ^HQ'Zm a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
A03I-^0g+
rC~_:uXtE 
p+!f(H b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
<'VA=orD C?bXrG \ 
*pY/5? g c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
Sw/J+FO2 n2H&t> N "ngSilH?D 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
kK08W3@&t s-fKh` 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：
wbo{JQ http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax '! #On/ http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye 7ucx6J]c 1mAUEQ! 
.Ydr[ oXvdR(Sb^ 0oXK&Z 非序列模式：光斑点查看
5R& x{jf$ 
Q=dw 6 /YS@[\j4 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
Fa6H(L3 
8|fLe\" +!D=SnBGs 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
xq8}6Q p|xs|O 6{ 
uv?8V@x2 点列图
A &x ab 
`8.1&fBr 衍射PSF
v/QEu^C 
)zo#1$C- ^U R-#WaQ 几何MTF
oNh68ON:c 
oUnq"] kq-mr 衍射MTF
ee4KMS 
U& tfl / L{4),65 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）。
(jD'+ "? o6`Y7,] 详情请咨询：
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