ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
/<8N\ _wh z,:a8LB#[ 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。
`z ) N,fF FEW_b P/4 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。
1`9xIm*9w ]mXLg:3B 一：波导模型，核心要点
9Q-*@6G 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
z)=+ F] 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
o9S+ 6@ 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
GMZv RAu i 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
7ei|XfR 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
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Gc 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
CZt \JW+" 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
j$Je6zq0x 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）
t2iv(swTe - "[<ek 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
&gE 75B "a/ Q%.P （Lumus的LOER波导分束镜方案）
FwZ>{~ ?3 P7f,OY<@%o ^T,Gu-2> -+em!g' 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
pdEiqLhH 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）
$ 4T2z- W|,V50K &"mzwQX 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
JQ-gn^tsy TSsKfexQ @b3#X@e} （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
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k V)i5=bH C 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
l?)ZJ3]a a. 理想闪耀型
n%\
/J b. 正弦位相型
BiZ=${y
c. 方波位相型
} AvcoD/b d. 表面全息型
5+jf/}t A e. 二元位相型
n7YEG- J ^+9sG$T_EV a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
kY&h ~Q KB!|B.ChN( Vax^8 - b2b75}_A b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
Mf#8 3 <&K )I-f U4? 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）
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l xlR2 |4|8 6 Ik,zQL DK&h
eVIoZ a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
m G1 IQ! sW^a`VM a3 >zo N b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
sfVf@0g 9cv]y# M#@aB"@J> c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
.\qj;20 W 7gS1~Q4\V2 1]T`n /d V 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
U#o'H @ T=YzJyQC) 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：
w_iam qe, http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax B z`yfl2 http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye =[<m[. )i *}):<nB$^ Gj /3kS~@ ag4`n:1 l~Lb!; ,dN 非序列模式：光斑点查看
ib0g3p-Lc T/P7 F\R F Cc=e{ 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
3v!~ cC~cI D["MUB4l G 8Y+w 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
Us~ X9n_F )Os Lrq/ ?Jtg3AY 点列图
k,Zm GllQ] yO>V/5` 衍射PSF
gK3Mms]}m "MiD8wX- XL}<1- } 几何MTF
*xM/ ;) 8"vwU@cfC qsg>5 E 衍射MTF
)-/gLZsx |@o6NZ<9N n`;R p r& 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）。
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)xX@3 ,c)g,J9 详情请咨询：
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