ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
X!o[RJY 7q%|4Z-~ 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。
-ca7x`yo L#` 2.nU 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。
E?Zb~xk h@*lWi2K7 一：波导模型，核心要点
U~uwm/h 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
@B,j;2eb 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
{TyCj?3 B 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
)v%l0_z{ 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
AL>c:K)qO 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
I@n*[EC 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
&Nc[$H7< 7. 此波导可以“一键”检验入射光束是否满足全反射条件，并过滤掉不满足全反射条件的光束
<7=&DpjI7F 8. 此波导可以搭配全息光栅、体光栅（光栅支持衍射效率计算，支持优化及公差分析）
JY{X,?s [IiwN qZ[~ 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
+J|+es 5;W\2yj （Lumus的LOER波导分束镜方案）
Hm>-LOCcl ]\A1mw-T Ri|k<io I q{o-nq 左图：4个分束镜片具有相同的反射/透射比，但会导致出射的4束光能量上分布不均匀
w6vLNX 右图：合理的控制优化4个分束镜片反射/透射比，来使得输出的4束光能量分布均匀（扩展光瞳上的能量分布均匀）
C<_ Urnmn (O$}(Tn -Q6(+(7_| 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
(tep mcf N83!C=X' .iFViVZC （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
U+-F*$PO+ wHx}U M" 二：位相型全息光栅，支持衍射效率及公差分析，支持如下全息光栅
tcZa~3. a. 理想闪耀型
M~uMY+> b. 正弦位相型
:-z&Y492 c. 方波位相型
>-!r9"8@ d. 表面全息型
Q4RpK(N e. 二元位相型
d$pYo)8o({ `M&P[ .9Pz a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
9I85EcT^4" Us'Cs+5XcG # Mu<8`T- Q| ?'(J+ b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
~p:?QB>1]
Uo~T'mA" 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）
$]C=qM28- Tr~sieL u$C\E<G^ H ( vx/q a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
<Z},A-\S* V\0E=M*P s m0fAL b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
vv+km + g0 PT8]8 }`9jH:q-Z c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
Xh?4mKgu K4:
$= ,]ga[ 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
S#tY@h@XV ; +a2\j+ 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：
gljo;f: http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax fN@{y+ 6 http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye V43TO {? Od{d9 =_l)gx+Y+y lCR!:~ \Wr,<Y 非序列模式：光斑点查看
wjrG7*_Y4v eNb pwne 4ZwK pQ6 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
nBkh:5E5% 49AW6H.JT c+g@Z"es 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
7b, (\Fm 4 j X3lq| d1c0l{JV3
点列图
z8"7u /4v{ 1Ipfw 衍射PSF
<F(><Xw,-4 nn +_TMu `:p1&OS 几何MTF
.XS9,/S rQb7?O@- V%*b@zv 衍射MTF
-_em%o3XC @ }&_Dv f ? s2^zT 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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