ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
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., Y]N~vD 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。
5G#$c'A{4 Jen%}\ 因此选择合适的
光学设计软件，进行仿真，
优化及公差分析，将为您的工作助力，事半功倍。本文通过定制化的模块，利用ZEMAXR对此类
光学系统进行了细致的研究。ZEMAXR作为光学行业的标杆性软件，得到了业内广泛的认可，不仅在传统光学，几何光学领域应用广泛，通过此文我们可以看到，对前沿类光学研究诸如衍射光学等也是一款利器。我们利用ZEMAXR结合定制化的模块，为您提供系统级的解决方案，涵盖显示系统，成像
镜头，波导，衍射光栅，人眼模型，支持衍射效率计算，优化，公差分析及杂散光分析。
Hle\ON &y7 0 一：波导模型，核心要点
.d~\Ysve 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
8lwFAiC8 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
5SUN. %y 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
IZ*}idlkn/ 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
Gzw@w{JBL 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
- />9c-F 6. 此波导可以方便的定义分束镜片的反射率/透射率，来保证光瞳扩展区域多出射光束的能量均匀性
f])M04< 7. 此波导可以“一键”检验入射光束是否满足全反射条件，并过滤掉不满足全反射条件的光束
L}$z/ jo 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）
Q"%S~&#' jv =EheD 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
y;nvR6) 
kn}z g SO （Lumus的LOER波导分束镜方案）
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.n`( X#,*l n!G.At'JP 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
nL+p ~Hi 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）
CbOCk:,g5 yHNuU)Ft O$qtq(Q% 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
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i@5 )` <? （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
]tB@kBi " hv>KX 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
X&a:g a. 理想闪耀型
o@W_ai_ b. 正弦位相型
q8>t!rh<R c. 方波位相型
N}b^fTq d. 表面全息型
*KJB>W%@uM e. 二元位相型
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Kb&V!#o) a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
~~nqU pK?v nB z`q+V 0C$8g
Y* 
#G#g|x *V b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
7 Wl-n %2"J:0j 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）
I [0!S IqY $DebXxJw0l rp 's 
a460 |w6 a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
XF*.Jg] D!F 2 l_ 
(ChD]PWQ b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
SV.z>p :,S9 8z# 
m#e*c [*G c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
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Q5v"] W:`#% :C tfYB _N 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
Kqg!,Sn| [A S}RV 显示屏经过投影成像镜头，通过体光栅将光束耦合到波导，然后通过另外一块体光栅将光束耦合导出至人眼，此处人眼用一块理想
透镜模拟。更精确的人眼模型，请参考：
8Pmdk1 ~ http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax (R*j|HAw`X http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye !'G~k+ w1 `QIv 
,LhCFw{8?~ *?t%0){ &nj&:?w 非序列模式：光斑点查看
DyO$P#~? 
$ s-Y%gc `~ # < &w 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
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-!e7L >w 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
$}GTG'*. IH9.F 
,7_4 z]jK 点列图
J00VTb` 
"= 1;0uy] 衍射PSF
|[ $~\MU 
X4|4QgY m GjN_ 几何MTF
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T{+Z(L 5jB* fIz 衍射MTF
fCWGAO2 
c{3wk7 T;5r{{ 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）。
Q~{H@D`< QHq,/kWY 详情请咨询：
sales@ueotek.com 027-87878386
