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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A,^4(
z)$ X/v 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。
W| S{v7[l ^Y"c1f2 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。
]<\Ft H QAiont ,! 一：波导模型，核心要点
__Ei;%cV 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
G[7Z5 )2B 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
/DPD,bA 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
9\F:<Bf$# 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
Qp9)Rc5 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
EN^C'n 6. 此波导可以方便的定义分束镜片的反射率/透射率，来保证光瞳扩展区域多出射光束的能量均匀性
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/q/8-l 7. 此波导可以“一键”检验入射光束是否满足全反射条件，并过滤掉不满足全反射条件的光束
t)Q6A@$: 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）
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[0v`E 5 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
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NEV 0'ha!4h3Z （Lumus的LOER波导分束镜方案）
R~nbJx$ eq)8V x0 u*#j;Xc P[NAO>&t X 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
KtWn08D! 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）
A1{ 7g<k6 'xO5Le(=M X.)ca F^j 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
e RiP C 1an?/j, saMv.;s
1^ （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
d ;GF<bz y^"[^+F3 . 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
n_}=G
RR a. 理想闪耀型
vMBF7Jfx b. 正弦位相型
JWHKa=-H c. 方波位相型
~V,~' W d. 表面全息型
F2QX ^* e. 二元位相型
iQry X(z hq}kAv4B= a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
zNe>fZ
BJzNh>-#= 4{!7T u(W%snl b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
Oy>u/g~ g8<Ja (J 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）
N 2|?I(\B lCmT m e
C\;n !)1r{u a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
{pEay|L_ 7G N>o@ t .L;M-`^ b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
i"eUacBz/- MXy~kb& y7[D9ZvZ c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
3C 8cvi[IS ;0j 8Xj S!*wK- 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
BEn,py7 [l;9](\8O 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：
*;(wtM g http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax c rx8+ http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye kNW}0CDgs 3yT7;~vPj 6y;R1z b ,{{e'S9cy Yvky =RM 非序列模式：光斑点查看
DI/yHs mJjd2a"vi @9yY`\"ed 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
@m*^v\q<u R* m=V{iu` zT;F4_p3G- 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
p[k EFE,% lPA:aHcj .2y2Qm 点列图
]xO` c u;{,,ct 衍射PSF
AQCU\E v; !f ^zdZ"\x 几何MTF
Qyn~Vu43 .W>LsEk Yh=/?&* 衍射MTF
aTJs.y -I~ 3v oas *{}Y
: 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）。
1trk . 4$SNzv3V 详情请咨询：
sales@ueotek.com 027-87878386
