ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
RmcYa j^= ac2}3 $u 近来，波导与衍射光栅在近眼显示方面得到了极大的应用，利用全息波导完成图像传输和显示，极大的压缩了
光学结构的复杂性，使得器件向质轻，小型化方向发展，使得穿戴设备更方便、轻巧，是未来智能光学发展的一大应用趋势。此类光学研究的核心技术聚焦在波导及全息光栅的研究上，如果要产品化，也必须要考虑加工及公差的影响。
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q 因此选择合适的
光学设计软件，进行仿真，
优化及公差分析，将为您的工作助力，事半功倍。本文通过定制化的模块，利用ZEMAXR对此类
光学系统进行了细致的研究。ZEMAXR作为光学行业的标杆性软件，得到了业内广泛的认可，不仅在传统光学，几何光学领域应用广泛，通过此文我们可以看到，对前沿类光学研究诸如衍射光学等也是一款利器。我们利用ZEMAXR结合定制化的模块，为您提供系统级的解决方案，涵盖显示系统，成像
镜头，波导，衍射光栅，人眼模型，支持衍射效率计算，优化，公差分析及杂散光分析。
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`fXd 一：波导模型，核心要点
emGV]A%nss 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
HR/k{"8W4Q 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
9m<wcZ 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
#N<s^KYG- 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
nL 1I S 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
<1ztj #B 6. 此波导可以方便的定义分束镜片的反射率/透射率，来保证光瞳扩展区域多出射光束的能量均匀性
pP?<[ql[w 7. 此波导可以“一键”检验入射光束是否满足全反射条件，并过滤掉不满足全反射条件的光束
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8l 8. 此波导可以搭配全息光栅、体光栅（光栅支持衍射效率计算，支持优化及公差分析）
[{hL F9yPx cRs{=RGc 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
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dM);LT8@ （Lumus的LOER波导分束镜方案）
wxdh?sQ #R~">g:w 
.F{}~K] /ig^7+ # 左图：4个分束镜片具有相同的反射/透射比，但会导致出射的4束光能量上分布不均匀
} ,?-$eyX 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）
WyKUvVi {jj]K.& \ #h})` 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
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*!-}lc^4 （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
5#9`RO T9 &-EyM*:u! 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
z|t.y.JX a. 理想闪耀型
{Sd@u$& b. 正弦位相型
H l4vLx@ c. 方波位相型
=RCfibT!C d. 表面全息型
{[(W4NAlH e. 二元位相型
+lY\r + ; 
%8bF QNd a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
2c*VHIl; ;ph+ZV cOj +}Hz58 
z9 OMC$,V b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
~|$) 1 UcKWa>:Fi 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）
;iwD/= Y 7; $ L&X Q rrZF. 
V!yp@%D a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
.{-iq( 3 ~@a) E+LsF 
hs -}:^S` b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
LiHXWi{s A R[M8RA 
|zr)hC
c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
]ci|$@V 0*]<RM v]d?6g 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
B <|q{D$N/ IAt+S-q0 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：
j3V"d 3) http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax u:{.
Hn` http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye NZi'eZ{^` 5BGv^Qb_2 
B hhK| U/ hH|XtQ.n^ e2VL/>y` 非序列模式：光斑点查看
Fr E/K _L 
4^jZv$l5 @/ovdf{ 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
:u|UVp5 
@Z1?t%1 ,_4 KyLfBF 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
4=#Q N KlSY^(kHR 
C9^elcdv 点列图
z;@S_0M,Z 
;Vtpq3 衍射PSF
O.m.]%URW 
[ ;kj,j k?@W/}Iv9 几何MTF
p_kTLNZd9 
$(<*pU EZNB`gO 衍射MTF
U] R|ej 
s*A|9u f5 *TMM:w|1 由于人眼是大像差系统，衍射效应一般不明显，从速度上考虑可以优先使用几何的光斑尺寸及几何MTF进行优化及公差分析（此时也考虑光栅的衍射效率）。
qgY(S}V :Q%yW%St$ 详情请咨询：
sales@ueotek.com 027-87878386
