ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
)h!l%72 JBJ7k19; 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。
,^Srd 20 %YAiSSsV 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。
HPH {{ p -ZON']|<}k 一：波导模型，核心要点
Y D.^\E4o 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
g>-[-z$E3 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
.qPfi]
ty 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
{mitF 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
CXFAb1m 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
E.bbIV6mQ 6. 此波导可以方便的定义分束镜片的反射率/透射率，来保证光瞳扩展区域多出射光束的能量均匀性
~ J{{n_G{ 7. 此波导可以“一键”检验入射光束是否满足全反射条件，并过滤掉不满足全反射条件的光束
`5&V}"lB 8. 此波导可以搭配全息光栅、体光栅（光栅支持衍射效率计算，支持优化及公差分析）
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=F@CA~C }f'1x %RS^ 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
3 pH` ]m2 ?C2;:ol （Lumus的LOER波导分束镜方案）
( t[' B\& Ka <r GLF"`M /g t P{$}cEY 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
oA%[x 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）
X1dG'PQ k|C8 sSH ,LO-! \L 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
1y;zPJ<ntm lhj2u]yU0S %.U{):lNx （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
9?c ^~77 -;-"i J0 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
eF1%5;" W a. 理想闪耀型
>MrU^t b. 正弦位相型
IW _D$pq c. 方波位相型
,4,c-
d. 表面全息型
<]^D ({` e. 二元位相型
uy:=V } p tY=TY{ RY a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
O3Mv"Py% ~`H<sJ?9 1iDo$]TEK mkA|gM[g7 b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
/vMyf),2 x&vD,|V! 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）
L|w-s4L .Tv(1HAc2l (=/;rJ`q ;# j 82 a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
L{pg?#\yC gV kI=J Uk6 !Sb b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
<DS6-y dR :iUw:V D0i30p` c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
I!D*( > NM.B=<Aw* ,&G
M\FTeb 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
q:^Cw8 Y_sV e 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：
yRkMR$5& http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax 2A+,. S_!x http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye UV.9 KcN. K6 7 ?
d pa-4|)q Y 7!;/w;C A o$z )<d' 非序列模式：光斑点查看
)xy6R]_b yw!`1#3. !*6z=:J 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
2z3A"HrlA k)Wz b O]eJQ4 XN< 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
3~rc= e #jiqRhm :`1g{8.+ 点列图
MGDv4cFE. ts>}>}@vc 衍射PSF
"s9gQAoaO sb.SpF>
)W|jt/ 几何MTF
[)n}!5fE } 4%)m ZRGZ'+hw 衍射MTF
vI}S6-"< zAJUL uF"`y&go 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）。
:G/]rDtd ,>v9 Y#U 详情请咨询：
sales@ueotek.com 027-87878386
