ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
.O.fD j Y\YSQ 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。
8 L(KdDY /s`xPx vt 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。
&44?k: :.\h.H; 一：波导模型，核心要点
_Hq)mF 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
qk(u5Z 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
s-xby~ 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
#.\X% ! 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
u+e.{Z! 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
&oiBMk`* 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
|n&EbOmgf 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
knZ<V%/e 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）
Qg X[?2 y]f| U-f:~ 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
Ad`jV_z 3Kum （Lumus的LOER波导分束镜方案）
^kp u9H %AuS8'Uf w2`j&]D6 Gp M_ Qp 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
Eh f{Kl 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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DV_/ BI 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
t \C[mw -n'%MT=Cd doaqHri\, （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
@;z}Hk0A gs77")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
x; *KRO a. 理想闪耀型
_u`W$EG
L b. 正弦位相型
GQ9g $&T c. 方波位相型
T/C1x9=? d. 表面全息型
(wIpq<% e. 二元位相型
nS1 D&;#Y ^UK6q2[ a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
vd <"
G} z< mU$< AHR[i%3W W;C41>^?/ b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
Wz 7jB6AWA `W8dayZt 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）
:
LI*#~'Ka vH#^ |u L1k_AC1.M NUH# a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
fm\IQqIK% )y:~T\g wy$9QN b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
f+huhJS5e [?hc.COE u-7/4Y)c c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
.r?-O{2t ZO G6 dg1h< ]T"9 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
3say&|kJ Y m|zM1qc 显示屏经过投影成像镜头，通过体光栅将光束耦合到波导，然后通过另外一块体光栅将光束耦合导出至人眼，此处人眼用一块理想
透镜模拟。更精确的人眼模型，请参考：
Ro?a DrQ http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax 2@aVoqrq# http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye 9Qb_BNUo i4N '[ P} 6nRD:CH)X i1 ?H *:] ]J C}il_b 非序列模式：光斑点查看
T?c:z?j_9 m$:o+IH/ MD S;qZx= 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
a<M<) {$u =?3 D:k7z n ||/3-HDj 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
-[4Xg!apO oxb #{o9G Jn. WbS 点列图
R;f!s/^) @twClk.s 衍射PSF
Z!m0nx 5/Q^p" Qsc%qt-l 几何MTF
5 d S5, R $=UJ}> &gZ5dTj> 衍射MTF
&V[m{. |jniI( ayuj)]b 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）。
RJ1 Q.o )G0a72 详情请咨询：
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