ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
q0.!T0i Z)@vJZ*7( 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。
`16'qc f:>y'#P 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。
y=Y k$:-y )z [C= 一：波导模型，核心要点
B/a gW 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
M':-f3aT% 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
PCT&d)} 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
K=gg <E< 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
)OI}IWDl 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
(\6E.Z# 6. 此波导可以方便的定义分束镜片的反射率/透射率，来保证光瞳扩展区域多出射光束的能量均匀性
U0&myj 8L 7. 此波导可以“一键”检验入射光束是否满足全反射条件，并过滤掉不满足全反射条件的光束
,6^ <Vg 8. 此波导可以搭配全息光栅、体光栅（光栅支持衍射效率计算，支持优化及公差分析）
Y@FYo>0O H:.~!
r 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
2 S8;=x}/ } U}zS@kI （Lumus的LOER波导分束镜方案）
@)pC3Vi^ LUQ.=:mBR fG \" p Gu$/rb ? 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
a*p|Ij 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）
Xu-~j! P^te xp|1y ud 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
6wp 1 jN ag'hHFV
q0ktABB （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
=z. hJu \GEz.Vb 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
qJG;`Ugl: a. 理想闪耀型
[]>rYZ9bv b. 正弦位相型
<zXG}JuL@T c. 方波位相型
kn:hxdZ d. 表面全息型
x-i,v"8 e. 二元位相型
lJ3VMYVrUP i ;B^I8 a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
/Xi 21W/ db 99S k<*v6
sNs; t,YRM$P b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
zU1D@ Ucv7`W
gr 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）
L9) gN.# 6wpW!SWD +mjwX ?yF ?Tc| 3U a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
{aA 6 b qG,h
1 .4]XR/I $ b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
}Bv1fbD4U @(L}:]{@ ?5't1219 c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
:.=:N%3[ Kz
b-a$ gZ&4b'XS, 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
2MB>NM<xO Ak3 ^en 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：
3B;Gm<fJ9N http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax 6 w d http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye X"3p/!W.4 L+ew/I>: KT<i%)t2 8p 82 9 >/Z*\6|Zx# 非序列模式：光斑点查看
G8]{pbX )J]NBE:8 D(Z#um 8n 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
$'}| /D auIW>0?} 8~qpOQX^V 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
1c/<2 xO~ qPi $kecx b i-A m/9 点列图
;s~xS*(C b"@-9ke5I 衍射PSF
?!F<xi: K~]Xx~F 6(\-aH'Ol 几何MTF
qDg`4yX.} O>f*D+A- ve a$G~[%6 衍射MTF
ZJ)>gV H9_>a->
)~ $0{ h Uex 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）。
ZQR)k:k7 _;BN WH 详情请咨询：
sales@ueotek.com 027-87878386
