ZEMAXR近眼显示应用（AR/VR/MR）—全息波导头盔显示解决方案
f/Z-dM\e gLx?0eBBA 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。
vY[ u;VU 5r;)Ppo 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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5bol)Z9BO 一：波导模型，核心要点
.dvs&+I 1. 此波导可分别定义覆盖层，衬底层及导波层折射率
ZT,au SX 2. 此波导可以定义入射窗，出射窗的位置及大小
0t*PQ% 3. 此波导支持扩展光瞳（分束镜片，Lumus公司产品LOER方案）
8-smL^~%# 4. 此波导可以方便的定义分束镜片的数量
P I8ag 5. 此波导可以随便定义分束镜片倾斜角度
)a+bH </' 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
h,]lN'JG{ 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
. R S 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）
v~p?YYOm< +RK/u 实例1：Lumus的LOER波导分束镜方案
9yLPh/!Ob ] HRHF'4 （Lumus的LOER波导分束镜方案）
g26 l:1P AAF;M }le, 2"o <>d QEmktc1 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
I Efm>N-] 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）
Ysi@wK-LnF dO-Zj#%7z8 c 3\p@} 实例2：波导与衍射光栅搭配耦合
6O@Lx ]t 8 "u.GL. 4dh> B>Q （两块透射位相型光栅） （两块反射型全息布拉格体光栅）
"{jVs ih0 Af^ 9WJ 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
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@FT$GQ a. 理想闪耀型
T8j<\0WW b. 正弦位相型
+ERuZc$3, c. 方波位相型
YKx+z[ A/p d. 表面全息型
QKoJxjR=^ e. 二元位相型
m^^#3*qa 0BOL0<Wq a.衍射效率随
波长的变化曲线(正弦型)
,yi@?lc sr:hR Q27 zS?DXE lB|.TCbW b.衍射效率随入射角的变化曲线（正弦型）
-1R7 8(1 HaOSFltf# 三：体全息（布拉格）光栅，支持透射型及反射型，支持衍射效率计算及公差分析，支持多种物光，参考光输入模式（用于构建干涉条纹，形成光栅周期分布）
WkoYkkuzj fY|vq
amA; MOIVt) ZY 4&~*;an7 a.透射型体光栅衍射效率随波长的变化关系
86o'3G9@ 8JO(P0aT d-]!aFj|U b.反射型体光栅衍射效率随入射角的变化关系
i2\CDYP li~=85 J `oE .$~' c. 反射型体光栅衍射效率随光敏层厚度的变化关系
< -Ax)zE CTc#*LJx>j Ge76/T%{Q 实例3：波导搭配两个反射型体全息光栅（非序列模式）
S @)P# ck8Qs08 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：
M/}i7oS] http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-model-the-human-eye-in-zemax +ZRm1q http://zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-models-of-the-human-eye g;y*F;0@ S's I[?\x ;i 3 C o6r
^ 'gk^NAG2^E 非序列模式：光斑点查看
az Oib=3fz == ~
l c; &$_#{?dPt 非序列模式：几何MTF（新的OpticStudio版本支持）
h)y Ag e ld Wr- &n& ndq 实例4：序列模式下查看衍射PSF,MTF等，简单的系统搭建如下
B,ZLX/ c9
K]Q1VfeL= 8x<; AL|` 点列图
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) Ft>X9$ 衍射PSF
> J@ hqW Z_?r5M; ^2!l/(? 几何MTF
Vu1X@@z A(qy>x-BI 0D48L5kH#' 衍射MTF
%%k`+nK~ ~,P." uVV;"LVK~ 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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4w0Y(y 详情请咨询：
sales@ueotek.com 027-87878386
