ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
E {MSi" sQvEUqy9 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。
\l~h#1|%;s &nYmVwi?"Q 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。
(g\'Zw5bk 4^5s\ f B 一：波导模型，核心要点
6Jm4?ex 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
T+fU +GLD 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
@`yfft 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
u/AN|
y 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
q0 <g#jK 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
(|-/S0AV 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
+ ^.(3Aw 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
Tm ` CA0@ 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）
=uH`Ek Y : ~kL":C>2 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
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"6ZatRUd （Lumus的LOER波导分束镜方案）
cX2b: b4Z#]o 
R ~b$7jpd "^\ 4x I 左图：4个分束镜片具有相同的反射/透射比，但会导致出射的4束光能量上分布不均匀
~I'h i V^- 右图：合理的控制优化4个分束镜片反射/透射比，来使得输出的4束光能量分布均匀（扩展光瞳上的能量分布均匀）
v1: 5 r g7F>o76M QwiC2}/ 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
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-}Jdw 3, GSBiK3} 
OG.`\G| （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
61]6N;kJ; _Nd\Cm 二：位相型全息光栅，支持衍射效率及公差分析，支持如下全息光栅
607# d):Y a. 理想闪耀型
w/R^Vwq b. 正弦位相型
8=$@ azG c. 方波位相型
7HzKj R=B d. 表面全息型
jN[Z mJz' e. 二元位相型
umi# Se3& 
5<u+2x8| a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
a*=e 3nS 9 i"3R0HN -n6C~Yx 
=U:iR b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
\"5 \hX~dS C'{Z?M> 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）
HLS^Ga,( 'h:4 Fzo< 5K8\hoW{ 
{#7 t(:x a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
.AKx8=f 0^;{b^!( 
'+`CwB2 b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
U_w)*)F Q
(`IiV 
X[V Q 1 c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
k|w6&k3 fd(>[RP? k(s3~ S2h 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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A 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：
~Su>^T(?- http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax J?%Z7&/M> http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye Y*4\K%e( 1 }:k w 
m0 `w mM ,]o32@ iXBc ~ S 非序列模式：光斑点查看
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z2-=fIr.h ?L|@{RS {| 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
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1,4kw~tA ~jJu* s$? 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
}Za[<t BWS z. 7 UfLV9 
X\ M0Q%8 点列图
N!hp^ V<7 
!DLIIKO78 衍射PSF
iHTxD1 D+H 
R D)dw P[^!Uq[0n7 几何MTF
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c D7q;|+ ;Iw C`!(# 衍射MTF
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: wb\N'b az7L0pp 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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sales@ueotek.com 027-87878386
