ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
F\, vI S :YQI1 q[6 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。
M8V c5 6Df*wi!jI 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。
|kH.o= SJ91(K 一：波导模型，核心要点
'W,*mf B 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
B0U(B\~Y 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
cZJ5L>ox 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
e|?eY)_ 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
^U5Qb"hz 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
9: .m]QN 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
? cXW\A( 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
/ej[oR 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）
j+fib} 8} W]oa7VAq 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
^2H; |h }4J （Lumus的LOER波导分束镜方案）
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99.F'Gz 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
~o#mX?'7 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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M /o%VjP"< HMC-^4\%[ 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
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5"q%; （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
5JhvYsf3_ JO*/UC>" 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
z 3]W # a. 理想闪耀型
?m5E Xe b. 正弦位相型
7*j!ZUzp c. 方波位相型
P3 `$4p? d. 表面全息型
% YK xdp e. 二元位相型
Q?;Tc.O"/ tu Y+n 2 a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
S.4+tf 7+ hf]m'5pb xu_,0 ZT]{ 5@% .wb4 b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
$'I& u r88De=* 三：体全息（布拉格）光栅，支持透射型及反射型，支持衍射效率计算及公差分析，支持多种物光，参考光输入模式（用于构建干涉条纹，形成光栅周期分布）
g0bYO!gC r ^~I@]5Pq 8 eK 8-R$ 5L:-Xr{ a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
^ZO! ( zPND $ 3&' Q&N#q 53 b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
RYA@{.O $:%E<j 4Dn v+"4YI N c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
z4:<?K A$r$g\5+ :^ W F% X 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
4")`}T ?WHf%Ie2( 显示屏经过投影成像镜头，通过体光栅将光束耦合到波导，然后通过另外一块体光栅将光束耦合导出至人眼，此处人眼用一块理想
透镜模拟。更精确的人眼模型，请参考：
n jf\f w_ http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax 'St6a* http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye Go)g}# . & -1Dq_!i @U18Dj[ &G\mcstX {='Bd6_= 非序列模式：光斑点查看
!}z'"l4i 4[@YF@_=M \$ipnQv 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
S@qR~_>a fE+zA)KX O`c50yY 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
itP`{[ gr SF}y!3 ^APtV6g 点列图
!*}UP|8 OIL8'xY.w 衍射PSF
&K\80wGK ,JE_aje7 `,-mXxTNT 几何MTF
A vq+s.h !Fp %2gt| d]] z ) 衍射MTF
*u1q7JFQk X n$ZA - U_(>eVi7F 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）。
A,9Jb X x{SlJ%V 详情请咨询：
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