ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
zWpJ\/k~ 3Yf&F([t 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。
~K}iVX OQMkpX-dH 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。
)I'?]p< 0 3fCn" 一：波导模型，核心要点
G 'IqAKJ 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
"a))TV%N 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
cH OtMPyQ 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
<+ UEM ~) 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
GL$!JKWp 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
"V-k_d " 6. 此波导可以方便的定义分束镜片的反射率/透射率，来保证光瞳扩展区域多出射光束的能量均匀性
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aU _ 7. 此波导可以“一键”检验入射光束是否满足全反射条件，并过滤掉不满足全反射条件的光束
uc!j`G*] 8. 此波导可以搭配全息光栅、体光栅（光栅支持衍射效率计算，支持优化及公差分析）
k8H@0p vdw5T&Q{{C 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
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i'9aQi" G （Lumus的LOER波导分束镜方案）
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VLr wBZ=IMDu\ 
)QYg[ <e6 *I6z;.# 左图：4个分束镜片具有相同的反射/透射比，但会导致出射的4束光能量上分布不均匀
eygmh aE 右图：合理的控制优化4个分束镜片反射/透射比，来使得输出的4束光能量分布均匀（扩展光瞳上的能量分布均匀）
r/zu o6"5 rx2?y3pv 6 " fYSn> 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
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W Ll_;BgN （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
FsQeyh> .j?`U[V%a 二：位相型全息光栅，支持衍射效率及公差分析，支持如下全息光栅
873$EiyXR a. 理想闪耀型
O
]o7 b. 正弦位相型
`)V1GR2
ES c. 方波位相型
S :)Aj6>6 d. 表面全息型
:5Vk+s]8 e. 二元位相型
K~'!JP8@ 
~hK7(K a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
G8=2=/ ! MU6|>{ fy+fJ )4sj 
p3>(ZWPNV b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
*69{#qN 2gM=vaiH= 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）
MzjV>. ^X-3YhJ4U <vMna< /d 
<xM$^r) a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
xz2U?)m;x ,=sbK ?& 
.EeXq }a[ b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
x/~qyX8vo X&C&DTB 
y cYT1Sg 8 c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
s18o,Zs' ,n\"zYf ]^ Q{%2Npvq 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
A/5??3H O-m=<Fk>
D 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 8} fj= http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax k(hYNmmo
j http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye #yNSQd 4I7B
#{ 
#,dNhUV# F`!B!uY (al.7VA;9 非序列模式：光斑点查看
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;a 
$ti*I;)h4 N:R6
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=} 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
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&UzeNL"] hxG= g6:G 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
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0|6]ps4Z7 点列图
E :gS*tsY 
`O~NT'Ed8 衍射PSF
M:t !g % 
[3$L}m fZ QL!j4 几何MTF
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EY~b,MI L4 dA,irb I0W 衍射MTF
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j@chSk"K @8keLrp 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）。
[tN^)c`s/ 2Y~UeJ_\Lq 详情请咨询：
sales@ueotek.com 027-87878386
