ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
[e=k<gKH E#w2'( t 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。
U&kdR+dB 1b =\l/2 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。
)$Fw<;4 } 2y "F@{T 一：波导模型，核心要点
T Fc/` 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
<y-2o vw* 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
N}bZdE9F 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
#I yM`YB0 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
ohXbA9&(x 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
MoC/xF& 6. 此波导可以方便的定义分束镜片的反射率/透射率，来保证光瞳扩展区域多出射光束的能量均匀性
0} \;R5a< 7. 此波导可以“一键”检验入射光束是否满足全反射条件，并过滤掉不满足全反射条件的光束
VjSbx'i 8. 此波导可以搭配全息光栅、体光栅（光栅支持衍射效率计算，支持优化及公差分析）
: B/u > S r7EcT- 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
r-BqIoVT 
#"-w;T%b （Lumus的LOER波导分束镜方案）
&)Wm r F \LS s@\$
g 
' vIVsv<p ELV$!f|u 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
MM+nE_9lV 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）
z81 ` Lhg6 {7Ez7'SVV /i~n**HeF? 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
5ge Z6]| j|% C?N 
i V%tn{fc （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
ZONe}tv: do e u` 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
)vur$RX a. 理想闪耀型
ET ]` b. 正弦位相型
9/GC8*+ c. 方波位相型
b|h`v d. 表面全息型
bD cWPwe e. 二元位相型
FJ&?My,=J 
z I>,A|yy a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
^nL_*+V`f r+l3J>:K 2ap0/l[ 
nIP* yb}5 b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
_EZrZB 0/%VejZ' 三：体全息（布拉格）光栅，支持透射型及反射型，支持衍射效率计算及公差分析，支持多种物光，参考光输入模式（用于构建干涉条纹，形成光栅周期分布）
H"g
p b!|c:mE9| 8-R; & 
i% _nH"h a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
4THGHS^ m m<rdo(` 
n|iO)L\9aB b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
r(qU~re'
#$>m` r 
VJ(#FA2 c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
Z4Qq#iHZR kO\aNtK AUAJMS!m 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
~lLIq!!\ M>g\ Y 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：
NvfQa6?; http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax 6d3-GMUQ http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye vvG#O[| O %,*{hhfu 
{o[ *S%Z" dAcy;-[[P HI30 -$9 非序列模式：光斑点查看
&<sDbN S 
RI_3X5.KQ s k_Q\0a 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
e'z[JG= 
LY^pmak #Hr>KQ5mJQ 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
4`7:gfrO, /uzU]3KF~ 
x-/ `c 点列图
q~= ]_PMP 
#}W^d^-5t5 衍射PSF
*1KrI9i 
LMrb
1lg$ <k&Q"X:" 几何MTF
Hb;#aXHSd 
n15F4DnP Vn6 g(:\w 衍射MTF
tQ:)j^\ 
>8nRP%r[5, bi bjFg 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）。
t .&YD x Q!: J.J 详情请咨询：
sales@ueotek.com 027-87878386
