引言

AR/VR 头显的近眼显示模组对整机厚度要求严格，Pancake 折叠光路是目前常用的减薄方案。光在几片元件之间折返两次，实际光程达到模组厚度的数倍，模组因此可以做得更薄。
在 OAS 光学(分析)软件中建立新型 VR Pancake 构型，先验证各段光路的偏振方向，再做杂散光分析。

案例讲解

1.折叠光路的建模

Pancake 靠偏振反射膜与偏振旋转器把光路折起来。这类元件不是普通反射镜，光在每一段上的偏振方向必须与下一个元件的设定角度对上，才能在指定的面反射或透射。

OAS 的偏振片表面类型与膜层设置可以直接描述这类元件，折叠光路的多次折返、多层膜系与偏振旋转都能在同一次建模中完成。软件面向序列模式成像设计，折叠构型按实际面序排布即可，不必拆成多个系统分别建模。

偏振态的验证

模型建好后，在 OAS 中可以逐面查看各段光路的偏振方向。本案例检查的链路为 0° → 90° → 135° → 45° 至像面，四个角度与设计值一致，光路成立。

在OAS软件中搭建模型并原理验证

偏振设置出错时，系统仍能成像，点列图也未必异常，差别只在能量分配。OAS 的透过率计算同时给出偏振光透射与菲涅尔损耗，可以逐段看到能量损失，把偏振偏差与面型误差分开。

杂散光路径的排查

折叠系统里，任何一次界面反射都可能把光带走，常规镜头靠光阑遮挡的办法在这里不成立。OAS 的鬼像分析按分束级次追出多次寄生反射，并把路径投到鬼像探测器上。

分裂级次设置为2，鬼像探测器的过滤条件为设置大于等于2分裂级次，使用对数的坐标类型，筛选出几条主要的杂散光路径。

不同角度光源的鬼像探测器辐照度分布图，轴向光源，5度光源，10度光源。

三条主要路径集中在透镜 2 与透镜 1 后表面。据此可以直接定位需要处理的表面，不必在整组镜片里逐个排查。追迹深度可按需要调整，从单次反射到多次反射都能覆盖；同一功能也用于查看膜层残余反射与冷反射。

杂散光路径

总结

折叠光路的设计难点，是折返之后分辨成像光与杂散光。OAS 光学(分析)软件把建模、偏振验证与鬼像分析放在同一个序列模型里，一套模型走完从光路确认到杂散光定位。