ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
hCX}* zS*X9|p 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。
8F (_V qu 9HOdtpQOV 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。
MorR&K 5@$b@jTd 一：波导模型，核心要点
{*8'bNJ 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
x}G["ZU}v] 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
P`' Nv 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
4# ?Ox vH 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
xz FV] 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
.1u"16 _ 6. 此波导可以方便的定义分束镜片的反射率/透射率，来保证光瞳扩展区域多出射光束的能量均匀性
yfS`g-j{~ 7. 此波导可以“一键”检验入射光束是否满足全反射条件，并过滤掉不满足全反射条件的光束
C:n55BE9 8. 此波导可以搭配全息光栅、体光栅（光栅支持衍射效率计算，支持优化及公差分析）
y ?FKou' 3A_ 7R-sQ 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
R qS2Qo] 
=N,Mmz% （Lumus的LOER波导分束镜方案）
Q :\I
%o VJM n5v[V 
I=VPw5"E <_@ S@t) 左图：4个分束镜片具有相同的反射/透射比，但会导致出射的4束光能量上分布不均匀
(]Z%&>* 右图：合理的控制优化4个分束镜片反射/透射比，来使得输出的4束光能量分布均匀（扩展光瞳上的能量分布均匀）
S1pikwB f1;Pz r X I\zEXO 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
n&=3Knbd@d '&5A*X]d 
-r_ /b （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
sgDlT=c' ?d1H]f<M 二：位相型全息光栅，支持衍射效率及公差分析，支持如下全息光栅
Oslbt8)U6 a. 理想闪耀型
xBhfC!AK} b. 正弦位相型
2G8f4vsC[ c. 方波位相型
* <2+tI d. 表面全息型
^$aj,*Aj~ e. 二元位相型
DCv~^ 
_r8.I9| a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
IZczHHEL`b *5i Nw_& w%Tcx^: 
N3Ub|$}q b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
ajuwP1I <">tB"="b 三：体全息（布拉格）光栅，支持透射型及反射型，支持衍射效率计算及公差分析，支持多种物光，参考光输入模式（用于构建干涉条纹，形成光栅周期分布）
9u/ "bj >ZKE *P&ZE 
<U=:N~L a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
s5>=! yX WR QJ6B 
XM$r,}B k b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
+2 = N#L M -tWkN^j8+ 
_"%ef" oPh c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
zFh
JLH*C _ 9 7 >h/J{T(P>h 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
m98j`t +5Yc/Qp 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：
"q4c[dna http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax ++-\^'&1 http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye 4flyV - yzW9A=0A) 
pS
vDH- a? CV;9 w
`6qT3v 非序列模式：光斑点查看
[>+(zlK" 
zlIXia5 Fn*clx< 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
w@7NoD= 
SLO;c{EFH g5/%}8[-
2 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
L,0HX .4A4\-Cqe 
-J4?Km 点列图
#Yi,EwD 
RG|]Kt8 衍射PSF
l2KR=& SX/ 
GQoaBO. 1SeDrzLA 几何MTF
.?9+1.` 
l@nkR&4[ TLzg* 衍射MTF
v:(_-8:F 
Z3Os9X9p 8SK}#44Xz 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`U&0lKi' @47MJzC 详情请咨询：
sales@ueotek.com 027-87878386
