ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
SpTORR8 4\eX=~C>: 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。
-aeo7C '|A5a+[ 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。
ek .WuOs 1j) !d$8 一：波导模型，核心要点
QGCdeE$K 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
J7xT6Q= 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
>7Sl(
UY- 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
H6 f; BS 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
SAo \H 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
: R*^Izs= 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
uW--
nXMs 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
/KvPi Q% 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）
P+%)0* W qLi1yH 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
U.j\ u>a JE:n`l/p （Lumus的LOER波导分束镜方案）
Jc#)T;# 6 Xgth| C}k /$.vHt 5nt "M#`y!__ 左图：4个分束镜片具有相同的反射/透射比，但会导致出射的4束光能量上分布不均匀
HF =C8ZtlL 右图：合理的控制优化4个分束镜片反射/透射比，来使得输出的4束光能量分布均匀（扩展光瞳上的能量分布均匀）
a4qpn r]0 0 N[DV] xS-nO_t 'E 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
}br<2?y , ]\mb6H c x^#{2}4u （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
LY cSMu J C`T5d 二：位相型全息光栅，支持衍射效率及公差分析，支持如下全息光栅
DW%K'+@M a. 理想闪耀型
Cy> +j{%! b. 正弦位相型
}/}`onRZ c. 方波位相型
KA{DN! d. 表面全息型
.VEfd4+ni{ e. 二元位相型
IV#My9}e >W]"a 3E a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
Tvw2py q adr^6n6 v CZ%"Pqy&1L GZ[h`FJg/ b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
=ZIF S dv}R]f' 三：体全息（布拉格）光栅，支持透射型及反射型，支持衍射效率计算及公差分析，支持多种物光，参考光输入模式（用于构建干涉条纹，形成光栅周期分布）
K]*ERAfM%m T:~W.3
7MJ)p$& <21^{ yt1 a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
2DqHq q9m WK)k -A^q 0Lz56e'j b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
x]+KO)I $"n)C !4.^@^L|\ c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
OxGCpbh*7o Wv/5#_ ~{ $'s p0 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
7Bd_/A( $ /,%o<Ql9 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：
#UeU:RJ1 http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax =0fx6V http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye 1L
qJ@v0 g)6 k?Y >:nJTr 4n )Mx*{ `ViNSr):J 非序列模式：光斑点查看
,lYU #Hx* v86`\K*0Y y Vv3S[J 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
"A`'~]/hE uQ+$Hzx X ^S2} 0N f 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
.u3W]5M| leJ d) { 3H %WB| 点列图
:!FwF65 EPnB%'l\c 衍射PSF
T=Q{K|JE Gw, kC{:C L <]P K4 几何MTF
Ap9w H[H =B %e0M '2{o_<m 衍射MTF
~,7R*71 r26Wys i~% ~Nh7C b _ 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）。
YL0RQ a M _I\:Q 详情请咨询：
sales@ueotek.com 027-87878386
