ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
{[my"n 2 wG;}TxrLS 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。
Z 4\tY^NI 5"$e=y/ 因此选择合适的
光学设计软件，进行仿真，
优化及公差分析，将为您的工作助力，事半功倍。本文通过定制化的模块，利用ZEMAXR对此类
光学系统进行了细致的研究。ZEMAXR作为光学行业的标杆性软件，得到了业内广泛的认可，不仅在传统光学，几何光学领域应用广泛，通过此文我们可以看到，对前沿类光学研究诸如衍射光学等也是一款利器。我们利用ZEMAXR结合定制化的模块，为您提供系统级的解决方案，涵盖显示系统，成像
镜头，波导，衍射光栅，人眼模型，支持衍射效率计算，优化，公差分析及杂散光分析。
+< GrRYbC FoQ?U=er 一：波导模型，核心要点
)CFk `57U 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
%7iUlO}}V 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
0
-!?W 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
3,%nkW 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
=!(S<]; 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
4P`PmQ=GQh 6. 此波导可以方便的定义分束镜片的反射率/透射率，来保证光瞳扩展区域多出射光束的能量均匀性
YfV"_G.ad| 7. 此波导可以“一键”检验入射光束是否满足全反射条件，并过滤掉不满足全反射条件的光束
]"C| qR* 8. 此波导可以搭配全息光栅、体光栅（光栅支持衍射效率计算，支持优化及公差分析）
r^fxyN2V E1^aA lVSD 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
!NIL pimi 
V[4(~,9 （Lumus的LOER波导分束镜方案）
x`Vy<h 33 l#tS.+B7 
i<'{ Y Tavtr9L0XY 左图：4个分束镜片具有相同的反射/透射比，但会导致出射的4束光能量上分布不均匀
,: c :6Y^ 右图：合理的控制优化4个分束镜片反射/透射比，来使得输出的4束光能量分布均匀（扩展光瞳上的能量分布均匀）
h_AJI\{" ZYrKG+fkl ^xzE^ "G6 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
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FrgW7`s[A （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
JqL<$mSep 'Na|#tPYI 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
un.G6| S a. 理想闪耀型
%j~9O~- b. 正弦位相型
I/u'bDq c. 方波位相型
~l;yr
@ d. 表面全息型
We[<B J o4 e. 二元位相型
kqjxJ 5 
ac2}3 $u a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
C}x4#bNK ^nG1/} \/?
!
6~ 
51 6VQ< ?B b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
xmCm3ekmpC |U8>:DE l 三：体全息（布拉格）光栅，支持透射型及反射型，支持衍射效率计算及公差分析，支持多种物光，参考光输入模式（用于构建干涉条纹，形成光栅周期分布）
c2tEz&=G HY*l 4QK k/$Ja; 
P&qy. 0 a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
`=_7I? Se!gs> 
*u k \O] b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
]hCWe0F ^G ] KE8 
F2Nb5WT c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
uYG #c(lc 3MS3O.0]/ k +W 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
>WGX|"!" &xPOp$Sx~ 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：
GM34-G H+ http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax T{5M1r http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye |[lxV&SD . yb@X*PW/z 
YHwVj?6W >=Rd3dgDG avYh\xZ 非序列模式：光斑点查看
(E2lv#[ 
)W_ Y3M, O3sla bE# 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
(hD X4;4 
{,nd_3"Vq D@/9+]-, 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
7v 4-hfN rRF+\cP?. 
C9"f6>i 点列图
q iwQUm{ 
I(iGs I 衍射PSF
B=o#LL 
UcKWa>:Fi ;iwD/= Y 几何MTF
7; $ L&X 
S[\cT:{ OE f4@#pnJ3po 衍射MTF
;n: H6cp 
,=XS%g}l4 _z VbqRHlw 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）。
DbPBgD>Q ul5:: 详情请咨询：
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