ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
F J8@b 1xAFu+ 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。
v9m;vWp jUvA<r 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。
D"4&9"C U 2 BX GVo 一：波导模型，核心要点
~4 9N 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
T% 13 ' 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
5!jNL~M 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
Yc`j 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
6\fMzm
5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
kN |5
J 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
YQV ?S 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
D% UZ'bHN* 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）
X2dc\v.x Kt,yn A 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
G].__] )9L pX （Lumus的LOER波导分束镜方案）
SiqX1P {lTxB'W@d $KWYe{# Qy5Os? 9" 左图：4个分束镜片具有相同的反射/透射比，但会导致出射的4束光能量上分布不均匀
5%?b5(mnD 右图：合理的控制优化4个分束镜片反射/透射比，来使得输出的4束光能量分布均匀（扩展光瞳上的能量分布均匀）
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| B$TChc3B 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
?koxt4 4 {&=qM!2e 6QLQ1k` （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
2k}-25xxL 51G=RYay9 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
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l!? /M a. 理想闪耀型
gZ l w b. 正弦位相型
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s!!Sbpq c. 方波位相型
0vu KGjK d. 表面全息型
zf3:<CRX5 e. 二元位相型
Np<&#s[dQ sCtw30BL a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
AwXt @!( o9Txo
(tYU /pN'K 5@
t'Eb#Nup3 b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
w^])( QGr\I/Y 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）
w;c#drY7S l{6` k<J( }B=qH7u.K /MKNv'5&!% a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
$xA J9_2P |O(-CDQe O}MZ-/z=o~ b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
Ni!;-,H+E
$89ea*k xaWGa1V'z c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
+[whh 5:%..e`T tS (i711 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
6Q2or n[ T)(e !Xz 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：
qE0FgqRB http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax
\f/#<|Hm http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye eu}Fd@ GO lk_s!<ni |^Ew< ,@Fgr(?'`> E kBae= 非序列模式：光斑点查看
`RL,ZoYuu ~v2V`lxh ?ds f@\ 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
=[P%_v`` Kc%n(,+%" =w ^TcV 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
D3S+ LV z;dcAdz9 ]{! !7Zz 点列图
Fn86E dFM Hz}+SAZ 衍射PSF
1C_'H.q<= )L |tn _W0OM [ 几何MTF
CKv&Re vWU%ST :1aL9 fT 衍射MTF
8 7RHA $? #PPR "w2g qyg*n>nt 由于人眼是大像差系统，衍射效应一般不明显，从速度上考虑可以优先使用几何的光斑尺寸及几何MTF进行优化及公差分析（此时也考虑光栅的衍射效率）。
3sZ,|,ueD ]3L@$`ys 详情请咨询：
sales@ueotek.com 027-87878386
