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    [原创]ZEMAX 近眼显示应用(AR/VR/MR)—全息波导头盔显示解决方案 [复制链接]

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    离线optics1210
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2018-01-11
    ZEMAXR近眼显示应用(AR/VR/MR)—全息波导头盔显示解决方案 t/JOERw  
    x*unye7  
       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。 +jq 2pFQ  
    j';n8|Y9  
    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。 MxY50 ^}(  
       M'\pkzx  
    一:波导模型,核心要点 RRx`}E9,  
    1.      此波导可分别定义覆盖层,衬底层及导波层折射率 4dW3'"R"L  
    2.      此波导可以定义入射窗,出射窗的位置及大小 =a?a@+  
    3.      此波导支持扩展光瞳(分束镜片,Lumus公司产品LOER方案) rW:iBq  
    4.      此波导可以方便的定义分束镜片的数量 d4d\0[  
    5.      此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度 ob0~VEH-  
    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 M'^(3#ZU  
    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 s,84*6u  
    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) z8b _ _%Br  
    xttYn ]T  
    实例1:Lumus的LOER波导分束镜方案 7k 3p'FeS  
                0;vtdM[_  
    (Lumus的LOER波导分束镜方案) Am#m>^!qb  
    {U(Bfe^a,  
    M6\7FP6G  
    ll_}& a0G  
    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 [d0%.+U  
    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) otU@X 3<_  
       N vcHv7,  
    Bk+{}  
    实例2:波导与衍射光栅搭配耦合 w .tW=z5  
    vsH3{:&;"P  
                                     XHy ?  
    (两块透射位相型光栅)                         (两块反射型全息布拉格体光栅) <p09oZ{6  
    C}9Kx }q  
    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 fO #?k<p  
    a.      理想闪耀型 E$w#+.QP  
    b.      正弦位相型 : aH%bk  
    c.       方波位相型 )]wuF`  
    d.      表面全息型 XYts8}y5  
    e.      二元位相型 N^lAG"Jao[  
    ~*,Wj?~+7  
             a.衍射效率随波长的变化曲线(正弦型) YN/u9[=`  
    G&jZ\IV  
    dKb ^x^  
    ~ibF M5m  
                    b.衍射效率随入射角的变化曲线(正弦型) X CzXS.  
    hl**zF  
    三:体全息(布拉格)光栅,支持透射型及反射型,支持衍射效率计算及公差分析,支持多种物光,参考光输入模式(用于构建干涉条纹,形成光栅周期分布) SAy{YOLtl  
    .ots?Ns  
    z#RuwB+  
    TywK\hH  
    a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系 <}cZi4l'  
    ~~@y_e[N#l  
    {U^j&E  
              b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系 9ZhDZ~)p,  
    :kt/$S^-  
    **n y!  
    c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系 #hy+ L  
    lA]N04 d  
    ~TM>"eBb  
    实例3:波导搭配两个反射型体全息光栅(非序列模式) V,vc_d?,_o  
    djfU:$!j&  
    显示屏经过投影成像镜头,通过体光栅将光束耦合到波导,然后通过另外一块体光栅将光束耦合导出至人眼,此处人眼用一块理想透镜模拟。更精确的人眼模型,请参考: 9OfU7_m  
    http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax 3 1k  
    http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye 2qjyFTT  
    i?x$w{co  
    Cg^:jd  
    Sk$KqHX(  
    J)KnE2dw5  
                    非序列模式:光斑点查看 T0Q51Q  
    (-J<Vy]  
    8jNOEM(0Y+  
            非序列模式:几何MTF(新的OpticStudio版本支持) tpZ->)1  
    ,_bp)-OG  
    x;(g  
    实例4:序列模式下查看衍射PSF,MTF等,简单的系统搭建如下 ^7^2D2[  
    |EEi&GOR(y  
    5NFRPGYX  
    点列图 {Zl4C;c  
    "&<~UiI  
    衍射PSF p#=;)1  
    M $uf:+F  
    c=aO5(i0  
    几何MTF Pk:zfC?4  
    ="2/\*.SL  
    GV>&g  
    衍射MTF #R<G,"N5  
    ^RDU p5,T  
    2LZS|fB9o  
    由于人眼是大像差系统,衍射效应一般不明显,从速度上考虑可以优先使用几何的光斑尺寸及几何MTF进行优化及公差分析(此时也考虑光栅的衍射效率)。 bl$j%gI%,  
    lRH0)5`  
    详情请咨询: sales@ueotek.com   027-87878386
     
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    离线zkfhwlm
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    只看该作者 1楼 发表于: 2018-04-11
    哇好牛
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    只看该作者 2楼 发表于: 2018-05-22
    不错,以后可能用得上
    离线gqy_cdsqbyl
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    只看该作者 3楼 发表于: 2018-06-13
    谢谢!!!
    离线zl朱丽00
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    只看该作者 4楼 发表于: 2018-11-18
    大神  zemax可以仿真一维出瞳的MTF吗 j C9<hLt  
    离线智障球
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    只看该作者 5楼 发表于: 2018-11-18
    最近在学习的东西
    离线k0184990
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    只看该作者 6楼 发表于: 2018-11-19
    可分享zemax檔案嗎
    离线hitstory
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    只看该作者 7楼 发表于: 2018-12-05
    这个不错的。
    离线huhuyan
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    只看该作者 8楼 发表于: 02-20
    非常不错
    离线chenzhuangz
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    只看该作者 9楼 发表于: 08-21
    涨知识了,很实用 M*}o{E;  
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