ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
P= BZ+6DS QE+g
j 8 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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'eC`04E 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。
1s& zMWC )
w5SUb 一：波导模型，核心要点
,2oWWsC7 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
tKuwpT 1Qc 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
J1U/.`Oy 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
!PlEO 2at 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
2 RX;Ob_ 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
O `kl\K*R7 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
@gEUm_#HTs 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
3pROf#M 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）
&m7]v,& wU36sCo 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
< NY^M! !*&V - 4 （Lumus的LOER波导分束镜方案）
SHxNr(wJ<Q Mj3A5;# EJ.SW5 -7[@R;FS 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
2zA4vZkbcw 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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i 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
I]t!xA~ UhWNl]Z ZQsJL\x[UK （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
~W '{p f}ji?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
d"mkL - a. 理想闪耀型
[b%D3-}' b. 正弦位相型
%(#y 5yJ ] c. 方波位相型
t|\%VC d. 表面全息型
{6|G@ ""O e. 二元位相型
rU:`*b< y2dCEmhY a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
2;`1h[, -^ =:Fc;n>c<K 3S@7]Pg {\"x3;3!6 b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
sf
qL|8 6vo;! V6 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）
`2WFk8) F N^G
Mp,8 iC32 nY ? #U4F0BdA a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
r'r%w#=`t zkrM/ @p# 6 7.+
.2 b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
3{64 @s bdrg(d6 ~ "H,/m%2o c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
_ QI\ BLdvyVFx = ` F(B 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
".V$~n( -H@ :* 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：
sN*N&XG http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax X1|njJGO1 http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye drP=A~?&: \)N9 aV w~A{(-
dx B $ PP&/ Dlae;5 D 非序列模式：光斑点查看
X6X
$Pve QB u MJm =p O^7g 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
$\BE& 4g gIa+5\qYY HxV=F66"
实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
YMcD|Kb p H3 ^},. /QWvW=F2< 点列图
KIf dafRL 1\ ~ "VF*{ 衍射PSF
/GN<\_o=q vn!3l1\+J R6 .hA_ih 几何MTF
BC #C9|n b\kdKVh& T|e u 衍射MTF
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ON"6 _Xc8Yg }` p!7FpxZY 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）。
OJuG~euy KNvZm;Q6 详情请咨询：
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