ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
BT3O_X`u D3xaR 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 ()3 ; 0Q >|s_ 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。
l`&6W?C J36@Pf ]h 一：波导模型，核心要点
F* }Q^% 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
>EtP^Lu~f_ 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
hhAC@EGG 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
2hJ3m+N^ 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
Nh9!lB m*] 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
(dF;Gcw+ 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
R+0 " 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
)`mF.87b&h 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）
P AV2w_X~ r5!M;hU1j 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
(H+[ ^(3d2 
q&Wwt qc9 （Lumus的LOER波导分束镜方案）
RCYbRR4y B:4qW[U# 
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(M(w': T zYgH 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
y=x e<#L 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）
&6=ZT:.6Te }]+}Tipd K)UOx#xe1 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
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FR^w Dm$ （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
|~LjH |*M s4`*0_n 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
!9 LAX M a. 理想闪耀型
t0H=NUP8 b. 正弦位相型
+1jqCW c. 方波位相型
h $ iyclX d. 表面全息型
_8pkejg e. 二元位相型
TL{pc=eBo 
": # x\; a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
dzNaow*0&V Rn(F#tI zw0 r
i6 
n;^k b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
,
gr&s+ mRnzP[7-\) 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）
-_*XhD t>GLZzO >\x_ "oR 
:G=1$gb a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
wQrPS 2]RH)W86; 
oy2 dA b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
2j/1@Z1j= '`~(Fkj 
pkV\D c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
27 YLg c 4U
a~*58 GlgOR y=> 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
vu a1iN1 p C2c(4 显示屏经过投影成像镜头，通过体光栅将光束耦合到波导，然后通过另外一块体光栅将光束耦合导出至人眼，此处人眼用一块理想
透镜模拟。更精确的人眼模型，请参考：
[xs)u3b http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax m>-^ K http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye ^AjYe<RU} '"fU2M<. 
q{Ta?|x# ] V769B9 A"<)(M+kG 非序列模式：光斑点查看
dYew 7 
I1 R\Ts@ yH"$t/cU"R 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
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>-|90CSdSJ $h]Y<&('G 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
&~JfDe9IS + yP[(b/ 
D7_Hu'y<o 点列图
=.f +}y 
zTBi{KrZ 衍射PSF
{Fp`l\, 
Vh.;p.!e ;$tv8%_L[ 几何MTF
!%RJC,X 
D.&eM4MZ 5IE+M 衍射MTF
mLk6!&zN 
bHQKRV HSr"M.k5 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）。
l;{ N/cS p`<e~[]a 详情请咨询：
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