ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
J~50#vHY ?Iq{6O>D. 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^GlY V^rL 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。
mkrVeBp lD-2 5~YV 一：波导模型，核心要点
.Lu3LVS 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
s+z 5"3'n 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
\ A)Pcc}7 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
oB~V~c}8x 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
Et0)6^-v 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
Zxozhmg 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
b*/Mco 9O 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
`zB bB^\`W 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）
GLX{EG9Z I AmZ_2 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
E0yx
@Vx 
upX@8WxR （Lumus的LOER波导分束镜方案）
_pDfP LlY& U<E]c 4* 
67
~p n pf%; * 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
Tu5p`p3-j 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）
FFN Sn ),[@NK&= ?~(#~3x 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
Xo&\~b#- /7fd"U$Lh 
R/kJUl6HEl （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
e`q*'u1? +r 9neS.l 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
t\ TxK 7i a. 理想闪耀型
WuFBt=% b. 正弦位相型
_: WNk( c. 方波位相型
3^xq+{\) d. 表面全息型
w7&.U qjf e. 二元位相型
O0s!3hKu 
= ^Vp \ a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
4nQ5zwiV (|rf>=B+H . UH'U\M 
^E:-Uy
b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
xR|^{y9n c!'\k,ma<9 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）
fOME&$=O 3D1y^I Bq1}"092 
I|qhj* _C a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
-A=3W3:C 8 H3u" 
RA;/ ?l b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
[t$ r)vX A~lc`m- 
I%GQ3D"= c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
G--(Ef%v' ! K_<hNG& C/#pK2xY 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
RqP_^tB yU4mS;GX 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：
tf|;'Nc6 http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax F|qMo| http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye 0@{0#W3R NQX?&9L`r 
VZ =:`) (Y8 LyY VJT /9O)Z| 非序列模式：光斑点查看
Yf~Kzv1]* 
LEx m#T` Lo#G. s| 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
]8DTk! 
32?'jRN(ue $eG_LY 1v 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
:]]x^wony~ )KVr2y;RF 
D, [Nn_N 点列图
II| ;_j 
2f@Cy+W'[ 衍射PSF
xkii Qs) 
HKI\i)c Ry"4v_e 9 几何MTF
S50}]5K
i*m ;kWu, V,0$mBYa 衍射MTF
kGo2R]Dd[ 
EU% v
|] s-+-?$K 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）。
C ;K+ITlJ s x ph #E% 详情请咨询：
sales@ueotek.com 027-87878386
