ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
8:UV; 5@ N5GQ2V 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。
A! 5)$>!o !eB&3J 因此选择合适的
光学设计软件，进行仿真，
优化及公差分析，将为您的工作助力，事半功倍。本文通过定制化的模块，利用ZEMAXR对此类
光学系统进行了细致的研究。ZEMAXR作为光学行业的标杆性软件，得到了业内广泛的认可，不仅在传统光学，几何光学领域应用广泛，通过此文我们可以看到，对前沿类光学研究诸如衍射光学等也是一款利器。我们利用ZEMAXR结合定制化的模块，为您提供系统级的解决方案，涵盖显示系统，成像
镜头，波导，衍射光栅，人眼模型，支持衍射效率计算，优化，公差分析及杂散光分析。
G0$,H(]~ $30lNZK1m8 一：波导模型，核心要点
BB m;QOBU 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
@GR| co 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
YR/rN, 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
U7cGr\eU u 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
c_bIadE { 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
>/F,Z%! &q 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
bQ2 '*T 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
4qEeN-6h 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）
)0Lv- Gs VFwp .1oa! 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
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<P1sK/IZb （Lumus的LOER波导分束镜方案）
KrT+Svm k@ZmI^ 
$n bZ+~ 49 GKKf#r74 左图：4个分束镜片具有相同的反射/透射比，但会导致出射的4束光能量上分布不均匀
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GzosUt 右图：合理的控制优化4个分束镜片反射/透射比，来使得输出的4束光能量分布均匀（扩展光瞳上的能量分布均匀）
w;Na9tR [Y]\sF;J x+7jJ=F 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
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<}$o=>' （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
Y/_b~Ahn ?-0>Wbg 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
ajz%3/R a. 理想闪耀型
'Nv*ePz b. 正弦位相型
%< w)#eV? c. 方波位相型
*:3`$`\54 d. 表面全息型
<M|k Oi e. 二元位相型
r 9uuVxBD 
A/EW57v" a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
1x#Z}XG j n9KQe\3 ;'r} D!8w/ 
-HU5E>xG b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
KfsU RTZ DLv\]\h}L 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）
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4~ 7"`%-a$7 
q}#4bB9 a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
gzthM8A L}1|R*b 
uMToVk`Uv b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
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[' ~B & c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
B#_< ? h7|#7 d 2WRa@;Tj 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
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~0 显示屏经过投影成像镜头，通过体光栅将光束耦合到波导，然后通过另外一块体光栅将光束耦合导出至人眼，此处人眼用一块理想
透镜模拟。更精确的人眼模型，请参考：
kqfO3{-;{: http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax Yp1;5B bp http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye I]|X6 "RH pj3 si 
%(IkU D fG107{!g= lU0'5!3R, 非序列模式：光斑点查看
i"~J -{d} 
~5[#c27E9 -l L(:drn 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
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j>(O 1z 7 P5Y:c@u2 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
W *t+!cU/: z
%Ty; 
\YE(E04w57 点列图
}j^a suf~c 
KErQCBeJ 衍射PSF
WleE$ , 
l&@]
r5kKNyJ 几何MTF
a7+w)]r 
YL_M=h>P V7Z+@e-5
衍射MTF
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5\MCk "R! ToWiXH)4 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）。
7JvBzD42 a\60QlAk~ 详情请咨询：
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