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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E\zjT!#\ $uDgBZA\ 近来，波导与衍射光栅在近眼显示方面得到了极大的应用，利用全息波导完成图像传输和显示，极大的压缩了
光学结构的复杂性，使得器件向质轻，小型化方向发展，使得穿戴设备更方便、轻巧，是未来智能光学发展的一大应用趋势。此类光学研究的核心技术聚焦在波导及全息光栅的研究上，如果要产品化，也必须要考虑加工及公差的影响。
cJaA *sg pT->qQ3; 因此选择合适的
光学设计软件，进行仿真，
优化及公差分析，将为您的工作助力，事半功倍。本文通过定制化的模块，利用ZEMAXR对此类
光学系统进行了细致的研究。ZEMAXR作为光学行业的标杆性软件，得到了业内广泛的认可，不仅在传统光学，几何光学领域应用广泛，通过此文我们可以看到，对前沿类光学研究诸如衍射光学等也是一款利器。我们利用ZEMAXR结合定制化的模块，为您提供系统级的解决方案，涵盖显示系统，成像
镜头，波导，衍射光栅，人眼模型，支持衍射效率计算，优化，公差分析及杂散光分析。
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2 一：波导模型，核心要点
tngB;9c+w 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
~q}L13^k 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
qWheoyAB 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
sFz0:SqhE 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
cV W7I 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
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O\72? K 6. 此波导可以方便的定义分束镜片的反射率/透射率，来保证光瞳扩展区域多出射光束的能量均匀性
< ,0D|O ,Y 7. 此波导可以“一键”检验入射光束是否满足全反射条件，并过滤掉不满足全反射条件的光束
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(\1 8. 此波导可以搭配全息光栅、体光栅（光栅支持衍射效率计算，支持优化及公差分析）
9GH5 }+n|0xK 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
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w K-VA$;: （Lumus的LOER波导分束镜方案）
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K<*6E@+i 63Zu5b"O/ 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'wmhLa"W 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）
KJ'ID 8C@u+tx 5<dg@,\ 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
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_x <NGIz （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
!92e$GJ} ; PiKP. 二：位相型全息光栅，支持衍射效率及公差分析，支持如下全息光栅
8l5>t a. 理想闪耀型
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<U|\-? b. 正弦位相型
uKP4ur@1 c. 方波位相型
uL/wV~g d. 表面全息型
71R,R, e. 二元位相型
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>;I8w( a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
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|I=P A+RW=|: r)5xS] 
.g*N +T6O b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
m}wn +R am]M2+,2Ip 三：体全息（布拉格）光栅，支持透射型及反射型，支持衍射效率计算及公差分析，支持多种物光，参考光输入模式（用于构建干涉条纹，形成光栅周期分布）
{1OxJn1hd -{cmi,oy 7?=^0?a 
\~hrS/$[$ a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
89LD:+p/ p3U)J&]c6 
JPqd} :u3 b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
%LMpErZO =%7drBo D 
!#)t<9]fv c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
qS+;u` s y{hg4|\ l e'RU1k 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
`MSig)V cb9-~*1 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：
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61 |:E http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax g{yw&q[B= http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye d^}p#7mB\ #h[>RtP: 
Dds-;9 ^y/Es2A#t ,-e}X w9 非序列模式：光斑点查看
OS,!`8cw 
src9EeiV !l
$d^y345 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
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!{jw!bB L\2"1%8Wj 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
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] U )wg 
MQ!4"E5"j 点列图
9!_,A d;3 
S1|u@d' 衍射PSF
K<J,n!zc 
~b~Tq ^+P.f[ 几何MTF
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_a Fe9+y r
W`7< 3 衍射MTF
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hU$o^ICH ?kO.>o 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）。
4^W! ,@W ^!\1q<@n 详情请咨询：
sales@ueotek.com 027-87878386
