ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
@>r._ ~ GFj{K 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。
orzZ{87 5;tD"/nz 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。
>N^Jj:~l lHN5Dr 一：波导模型，核心要点
b z`+ k,* 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
bn|I> e 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
]R+mKUZ9 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
N]>=p.#j 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
Ci@o|Y }tP 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
8bTn^!1 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@OZ 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
dN$0OS`s[ 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）
C)um9 } ep A:v|S 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
Z;h t 0IsPIi"7 （Lumus的LOER波导分束镜方案）
Bd! bg|uO* :}He\V !a{^=#qq&I v,FU^f-' 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
:(/~:^! 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）
ISYXH9V 29;?I3<
* rN<0
R`4sE 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
lp.ldajN nD_ GL F%@A6'c （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
qk%;on&` L O}@dL 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
iw3FA4{( a. 理想闪耀型
&p'Y ^zL - b. 正弦位相型
{DV_* 5 c. 方波位相型
T:27r8"Rh d. 表面全息型
cXA
i k- e. 二元位相型
w#ZoZZ wh /Wi[OT14 a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
E(*0jAvO[z & fDIQISC 3lf=b~Zi)
-WY<zJ b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
C'>|J9~Gz 8o 3E0k1 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）
2i)^ !c S ^!n45l ~ 8PZ5;g \Z ?9{J a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
prWk2_D;* ] ]u
s % f/ U` b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
sfpZc7 QJZK|* x)
,eI'mf c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
@K XV%a'
oI?3<M^ EuEZ D + 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
%vn|k[n D zyk T*V 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：
IB(6+n,6 s http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax RFi
S@.7 http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye $[Sc0dzJ Jz\%%C q;B4WL} _?-E7:Sw MR;1
2*p 非序列模式：光斑点查看
.u)X3..J >
$O]E u! =- 0/k;^ 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
XPavReGf gt\E`HB8E GF"hx `zyJ 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
j %Y#(Q> Yz'K]M_Dq KWq+PeB5TS 点列图
g!FuY/%+ 5-FQMXgThc 衍射PSF
)\1QJ$-M& !eGC6o}f s,"]aew 几何MTF
y;4OY 6, ^>mNm Wjo[ENHM 衍射MTF
ntu5 {L'8 )1Y{Q Y} l ,L|% "K]yM 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）。
Ja|5 @ y|jl[pyg) 详情请咨询：
sales@ueotek.com 027-87878386
