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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Y7W1$he 近来，波导与衍射光栅在近眼显示方面得到了极大的应用，利用全息波导完成图像传输和显示，极大的压缩了
光学结构的复杂性，使得器件向质轻，小型化方向发展，使得穿戴设备更方便、轻巧，是未来智能光学发展的一大应用趋势。此类光学研究的核心技术聚焦在波导及全息光栅的研究上，如果要产品化，也必须要考虑加工及公差的影响。
>yPFL' ~|0F?~eR7 因此选择合适的
光学设计软件，进行仿真，
优化及公差分析，将为您的工作助力，事半功倍。本文通过定制化的模块，利用ZEMAXR对此类
光学系统进行了细致的研究。ZEMAXR作为光学行业的标杆性软件，得到了业内广泛的认可，不仅在传统光学，几何光学领域应用广泛，通过此文我们可以看到，对前沿类光学研究诸如衍射光学等也是一款利器。我们利用ZEMAXR结合定制化的模块，为您提供系统级的解决方案，涵盖显示系统，成像
镜头，波导，衍射光栅，人眼模型，支持衍射效率计算，优化，公差分析及杂散光分析。
D-2v>l_ ;?O883@r8 一：波导模型，核心要点
%O4}i@Fe 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
E<98ahZ?l 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
@?^LxqAWA 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
d-#u/{jG) 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
]Lb?#S 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
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e X 6. 此波导可以方便的定义分束镜片的反射率/透射率，来保证光瞳扩展区域多出射光束的能量均匀性
g~$GE}, , 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
|4?}W , 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）
h.}t${1ZC GP7) m 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
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[iO$ c]!H （Lumus的LOER波导分束镜方案）
[Q.4] K2 F`ZIc7(.{ 
HIWmh4o/. kS \. 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
|)72 E[lL 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）
7S~ 9E2N DS,FVh".| EZwdx 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
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mrLx]o g, （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
tci%=3,) L->f =
8L 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
M~{P',l* a. 理想闪耀型
&Lt$a_y> b. 正弦位相型
U<,Kw6K c. 方波位相型
k1$2a8 ja d. 表面全息型
tM PX vE e. 二元位相型
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7) (`
a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
~=A KX(Q ^]lwd" $ %3l;bR> 
vX0I^ 8. b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
j~L1~@ #Wc #fP 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）
Vw;ldEdx c] >&6-;rf >2Qqa;nx| 
<K=B(-~ a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
:kiO ~ Dp:j*H 
?# EXG b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
dj'8x48H2W `2(R}zUHN 
h3d\MYO)B c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
noUZ9M|hz +S5_J&~ a6k(O8Ank3 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
9X {nJ " X -N$+[# 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：
R n~Xu)@e http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax c>i*HN}Z| http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye ks#Z~6+3 n40MP5R xY 
AIxBZt7{b t-4 R7`A< 7+!7]'V 非序列模式：光斑点查看
E#2k|TpH4 
!
7*_Z= nM.?Q}yO~ 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
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Mm7n?kb6 cD`O+WA2K 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
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c'#J{3d 点列图
X@AkA9'fq 
vwH7/+ 衍射PSF
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o`8+#+@f7 :0j`yo: w 几何MTF
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75{J xZX 
KIBZQ.uG 5F sj_wFk 衍射MTF
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I;Fy
k70w; - QI`npsnV 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）。
V1 #aDfiW I+d(r"N1 详情请咨询：
sales@ueotek.com 027-87878386
