ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
[C\B2iU7_M LJ K0WWch 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。
1aZGt2; 9o4h~Imu 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。
oQ A,57B dU Ug}/ 一：波导模型，核心要点
6Jq3l_ 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
>?#zPweA 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
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Ums-b 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
A+j!VM 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
E3]
8(P%D- 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
7X)4ec9H\ 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
=ym<yI< 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
!zsrORF{ 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）
F B:nkUR` U^eos;:s8 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
|+K wyHE`9 
i5=~tS （Lumus的LOER波导分束镜方案）
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.}];IJP Uy.ihh$I- 
-L<FVB p I~;3T:! 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
` Z/ MQ 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）
>FKwFwT4D m\XG7uo~ #G_'5{V 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
EqGpo_ 0yv p>{;p 
IT)3Et@Y （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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Bnk ' 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
0qIg:+l+ a. 理想闪耀型
d WY {x47 b. 正弦位相型
L^zh|MEyzk c. 方波位相型
@SyL1yFX d. 表面全息型
+KD7Di91<K e. 二元位相型
CUHT5J*sY 
jE wt1S V a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
L|}s Z\2! }-J0c V /[D_9 
+j K- k_ b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
2wDDVUwy B H Tv#2WX 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）
<5,|h3]-# (Q @'fb9z QQ_7Q^ 
=*I|z+ a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
,p OGT71 dG i
HO 
3!o sQ1 b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
G maNi _Gf-s51s 
G ~ v:@ c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
O`@-
b# k& +gkJm w^ OB 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
IM7<z,* oF K!.t}s.t 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：
AS@(]T#R http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax "M!m-] http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye gua7<z6=eh zT j ie 
qT !lq gBi3^GxjM? eBs.RR
]O 非序列模式：光斑点查看
y(MB _B7j 
KYtCN+vsG 1:<(Q 2X% 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
F]P s S( 
'j <u0'K@ 86N,04 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=9>yba)^ z fv@ <' 
kY'Wf`y( 点列图
FRZ]E)9Z]b 
R:YVmqd 衍射PSF
8cG`We8l& 
0VSIyG_Z i9XpP(mf 几何MTF
LUId<We 
} ` Ya; r6' dEa 衍射MTF
1 =C12 
bTm hz )!\6 " { 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）。
VOM@x% 6#c ?z#*eoPr 详情请咨询：
sales@ueotek.com 027-87878386
