ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
\W%UZs [TNj;o5J 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。
?&Pg2 ]g< P6MRd/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。
fryJW= s|D >- 一：波导模型，核心要点
Z}-Vf$O~ 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
iDf,e Kk$' 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
wY"Q o7 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
.; &# )l 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
Znetzm=0 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
%Ts PyiYl 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
&d'Awvy 0 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)cwAU|h# 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）
<x!GE>sf+ q { O% | 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
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/ <rt1&0 （Lumus的LOER波导分束镜方案）
b"TjGE (!:cen~|[ 
w^]6w\p nVJPR 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
S/ibb& 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）
w4fW<ISg u<n Lag oHs2L-G 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
77Bgl4P fK(}Ce 
#0Tq=:AE> （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
/x1MPP>fu z,|{fKtY} 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
&hk-1y9QS a. 理想闪耀型
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6 b. 正弦位相型
is/scv< c. 方波位相型
Vrvic4 d. 表面全息型
+Y+Y6Ac[} e. 二元位相型
KWWa&[ev) 
2W$c FC a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
Ka`=WeJ| *@TZ+{t Vi$-Bw$@ 
mJM _2Ab b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
+[xnZ$Iev =V^.}WtO 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）
b?eu jxqg 7h )iu9j )>c>oMgl 
TB;o~>9U a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
^OErq&`u ~i.k$XGA 
VAXT{s&4> b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
o`.R!wm:W Q# EP| 
D?Ux[O zb c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
pNRk. m] d,by / .2 P/`I.p ; 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
*x) 8fAr u~)`&1{% 显示屏经过投影成像镜头，通过体光栅将光束耦合到波导，然后通过另外一块体光栅将光束耦合导出至人眼，此处人眼用一块理想
透镜模拟。更精确的人眼模型，请参考：
TYA ~#3G) http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax @ps1Dr4s http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye f$'2}'.!$ WlYs~(= 9 
eW>3XD4 R-:fd!3oQ ]
7 _`]7p 非序列模式：光斑点查看
5 Qoew9rA 
y?SyInt WF\)fc#;_o 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
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_ Ob@ ` &[hLzlrg 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
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!yhh8p3 点列图
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",)Qc!^P$
衍射PSF
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yZe 几何MTF
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M?/jkc.8H O 1oxZj
< 衍射MTF
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-WQ^gcO=7 3~#h|? 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）。
Z/ Tm)Xd wKH ::! 详情请咨询：
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