ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
bp8sZK "z ByoI+n* U 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。
5<GeAW8ns] # r>)A 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。
!2B~.!& [ Ti ' X# 一：波导模型，核心要点
8M3DG=D 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
?:GrM!kq76 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
7dB_q}< 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
@ajdO/?(Y 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
"9c !p 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
H^B,b !5i 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
(u8OTq@ 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
pIm ]WNX( 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）
gi:M= YuoErP=P 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
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lzFg(Ds!f （Lumus的LOER波导分束镜方案）
Q[` 2? j? C ]zgV bu 
Cx) N;x NXOvC!< 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
! "08TCc< 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）
E}36 & 7,/^ >"> zZ<~yi3A9 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
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5 (\[Gke （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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e 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
.lc g M a. 理想闪耀型
zzKU s "u b. 正弦位相型
\\"CgH- c. 方波位相型
b\t @vMJ d. 表面全息型
r7)iNTQ1 e. 二元位相型
B)-P# ,} 
?N%5c%oF
a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
%N<>3c<8P Lr>4~1:` 0`WZ 
wK%x|%R[ b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
JAL"On#c#0 l %xeM !} 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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O gm&O-N"= U 5YiBw|Z7 " 
;77q~_g$ a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
OoAZ t < gr2k8m6$ 
y\[GS2nTX b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
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}(if|skau c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
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yyz a<V* ) mc5$-}1V, 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
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PYYO-Twg 显示屏经过投影成像镜头，通过体光栅将光束耦合到波导，然后通过另外一块体光栅将光束耦合导出至人眼，此处人眼用一块理想
透镜模拟。更精确的人眼模型，请参考：
|=}v^ o ZC http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax u&Dd9kMz http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye 4?&CK -wV0Nv(V8 
/ k8;k56 ma4r/8Q TMQu'<?V 非序列模式：光斑点查看
> 'K QL?!F 
h?:Y\DlU' U_,K_6vj 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
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*Cgd?*\ 7 ;w}5:3+ 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
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)Z 3 fytY 点列图
KPA5 X] 
HCifO 衍射PSF
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7e"(]NC84 .tb~f@xL 几何MTF
i=<(fq 
:+,qvu!M7 c$'UfW 衍射MTF
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.9g\WH#qD| n{Mj<\kL 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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D-4 PEf 详情请咨询：
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