ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
A])+Pe 'U|Tye i? 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。
] l@Mo7|w gOSFvH8FU 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。
(7k}ysc m DB?;a> 一：波导模型，核心要点
a%igc^GS2 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
rq]zt2 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
6!Z >^'6 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
L &nqlH@+~ 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
mcgkNED 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
%7vjYvo> 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
+Dwq>3AH 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
\YN(rD- 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）
$eQf 5)5 I% #& @ 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
_f1~r^(/T0 
k __MYb （Lumus的LOER波导分束镜方案）
}s>.Fh A&8{0 
{%! >0@7 g)/ #gyT4Y 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
Dmq_jt 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）
eCfy'US;@3 a"Q> K7K `rQDX<? 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
kE ` V @F $6Az\Iu * 
-]$ =.0 l （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
6U!zc]> " %[a Wb 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
]\ DIJ>JZ a. 理想闪耀型
9~Ve}NB#z& b. 正弦位相型
P"k`h=>!4 c. 方波位相型
{S*:pG:+q d. 表面全息型
'}pe$= e. 二元位相型
R| OY5@ 
PS\n0 a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
Ce~
a(J|" \]$TBN
dJ4 )o\U4t 
W%,h{ b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
E!Sx O~ 3H_%2V6#V1 三：体全息（布拉格）光栅，支持透射型及反射型，支持衍射效率计算及公差分析，支持多种物光，参考光输入模式（用于构建干涉条纹，形成光栅周期分布）
miv)R h^aUVuL/
jYJRG<*e 
r{ 1xjA T a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
~P@6f K/M PYPDK*Ie 
YgfQ{3^I b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
eJ2$DgB}t ckCb) r_ 
[: xpz, c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
yD\[`!sWk @Z{!T)#}j _`LQnRp( 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
}p$@.+ ~P5;k_& 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：
p^/6Rb"e http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax C;BC@OE http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye !y 7SCz
g |',$5!:0O 
!hS~\+E k6|wiSyu 5$;#=WAY 非序列模式：光斑点查看
f.X<Mo 
:^H#i:4 ~o?(O1QY 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
8e{S(FZ7Ed 
b0n " J` Wd78 bu| 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
0'Y'K6hG` z3+7gp+I; 
fO'"UI 点列图
o1B8_$aYgc 
;kv/(veQ1< 衍射PSF
,Q>R t V 
$T%~t@Cv1 /6@iRswa 几何MTF
/6@~XO) w 
Rz\:)<G ~n<U8cm O 衍射MTF
We51s^ ( 
o:x,zfW M}c gVMW 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）。
+^0Q~>=VD Utv#E.VI 详情请咨询：
sales@ueotek.com 027-87878386
