ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
8&@=Anc&q gNZwD6GMe? 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。
v<1@"9EH )U\i7[k> 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。
[piK"N +p\ E%<uQ 一：波导模型，核心要点
tb&?BCp 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
d'_q9uf' 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
d8wGXNd7B 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
L~ &S<5? 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
vU >^ 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
tiZ H;t';< 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
%j&vV> 2 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
\'y]m B~k 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）
$1 ])>m_ct }U7IMONU 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
N] W*ei 
Y( ,RJ&7 （Lumus的LOER波导分束镜方案）
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E;(]dQ 5p.rd0T]l3 
]xv A2!) Q g (&cq 左图：4个分束镜片具有相同的反射/透射比，但会导致出射的4束光能量上分布不均匀
R2) @Q 右图：合理的控制优化4个分束镜片反射/透射比，来使得输出的4束光能量分布均匀（扩展光瞳上的能量分布均匀）
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SU T, #-: } u(Mbp$R' ? 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
0/ QDfA? a?-J j\q 
phDIUhL$z （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
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B Y j([b)k= 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
I!/EQO| a. 理想闪耀型
M{L<aYe b. 正弦位相型
[],[ LkS c. 方波位相型
0Jv6?7]LKa d. 表面全息型
dg|+?M^9` e. 二元位相型
5j`sJvq 
P"7` : a a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
s`x2Go 0Px Hf* !hHe` 
r8(oTx b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
6@|!m ' 6O/ L~Z*t 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）
0@_8JB ?E N~|f^#L *$7^.eHfdd 
\0|x<~#j' a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
}P2*MrkcHB yl>^QMmo 
Y5 E0n(Z b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
pKLcg"{[F ta&z lZt 
/%m?D o c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
k[mp( D?ic~ -& 7UBW3{d/u5 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
l4kqz.Z-g U$D:gZ 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：
*e ffDNE! http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax
Gh_5$@ hF http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye ]9 @4P$I 86%k2~L
7 _Vd%<: 8+!G /p d)48m}[: 非序列模式：光斑点查看
>% "TrAt 
WA}'[h ~H'' RzN 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
z .lb(xQ 
?o V.SG' `LFT"qnp 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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9on$ 0 点列图
[ GknE#p 
o
^w^dgJ 衍射PSF
L^^f.w#m 
(q"S0{ -X
EK[ 几何MTF
J{Ij 
}0R"ZPU1Rw ,9|7{j|u 衍射MTF
j; /@A
lZl 
^N}{M$ *mWS+xcU(L 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）。
%_]O|( ;d7Qw~v1s 详情请咨询：
sales@ueotek.com 027-87878386
