ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
"h $R ]~eG VA j<E0> 近来，波导与衍射光栅在近眼显示方面得到了极大的应用，利用全息波导完成图像传输和显示，极大的压缩了
光学结构的复杂性，使得器件向质轻，小型化方向发展，使得穿戴设备更方便、轻巧，是未来智能光学发展的一大应用趋势。此类光学研究的核心技术聚焦在波导及全息光栅的研究上，如果要产品化，也必须要考虑加工及公差的影响。
\d68-JS@~ /J%do]PDl 因此选择合适的
光学设计软件，进行仿真，
优化及公差分析，将为您的工作助力，事半功倍。本文通过定制化的模块，利用ZEMAXR对此类
光学系统进行了细致的研究。ZEMAXR作为光学行业的标杆性软件，得到了业内广泛的认可，不仅在传统光学，几何光学领域应用广泛，通过此文我们可以看到，对前沿类光学研究诸如衍射光学等也是一款利器。我们利用ZEMAXR结合定制化的模块，为您提供系统级的解决方案，涵盖显示系统，成像
镜头，波导，衍射光栅，人眼模型，支持衍射效率计算，优化，公差分析及杂散光分析。
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.^v<Yo 一：波导模型，核心要点
P[gO85 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
U~is-+Uq 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
IvU{Xm"qB 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
4 \Di,PPu 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
")\aJ8 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
L=A \ J^% 6. 此波导可以方便的定义分束镜片的反射率/透射率，来保证光瞳扩展区域多出射光束的能量均匀性
tjzA)/T,4 7. 此波导可以“一键”检验入射光束是否满足全反射条件，并过滤掉不满足全反射条件的光束
~@M 7 &%] 8. 此波导可以搭配全息光栅、体光栅（光栅支持衍射效率计算，支持优化及公差分析）
Dt}dp_ >[K?fJ$+ 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
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}""p)Y& （Lumus的LOER波导分束镜方案）
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v&0d$@6/U gA
+:CgQ 左图：4个分束镜片具有相同的反射/透射比，但会导致出射的4束光能量上分布不均匀
' C]jwxy 右图：合理的控制优化4个分束镜片反射/透射比，来使得输出的4束光能量分布均匀（扩展光瞳上的能量分布均匀）
_EKF-&Q6 Qilj/x 68 V9jF jc? 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
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&c^7O# j （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
u~Lu<3v p$OD*f_b 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
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lV+ a. 理想闪耀型
n&7@@@cA b. 正弦位相型
NhlJ3/J j c. 方波位相型
x-~-nn\O d. 表面全息型
HTNA])G e. 二元位相型
*PcVSEP/0 
5Fe-=BX( a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
c ,BAa*]K vl~%o@*_ Qv !rUiXq 
wO.B~`y b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
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o+7xo m R K3.- 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）
a(Sv,@/ ^Ezc y? o[{&!t 
nOuN|q= C a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
n2;(1qr g^n;IE$B 
@ V5S4E b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
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14\* vK'9{q|g 
`vH&K{ c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
'Z$jBL EFNdiv$wF Ps | QW 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
g`{Dxb,t ;> /ipnx 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：
V%o#AfMI_ http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax jDp]R_i http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye v['AB4 lYdQB[l 
9<~,n1b>x ZU^Q1}</5 !xJFr6G~8 非序列模式：光斑点查看
[BE:+ ID3 
6BHPzv+Y B~4mk 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
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&BTfDsxAK l]/> `62 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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c@ O{*GW0}55 
IwnYJp:9v 点列图
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f0g6g!& gf 衍射PSF
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.0KOnLdK h#;?9DP 几何MTF
B\NcCp`5 
XuA 0.b % XZ; *>( 衍射MTF
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K"G(?<>~4c @t "~ 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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