La guide d'ondes optique à élargissement pupillaire bidimensionnel avec réseau polariseur à cristaux liquides en croix (PVG), en raison de sa structure compacte et de sa facilité de fabrication (exposition par interférence sans réglage dynamique d'angle), est devenue un sujet de recherche majeur dans l'affichage en réalité augmentée (AR). Cependant, l'angle de champ visuel (FOV) pour l'affichage AR est limité par la technique d'empilement à double guide d'ondes. Pour améliorer cet angle de champ de ce type de guides d'ondes, cet article propose une architecture basée sur un substrat en verre à indice de réfraction élevé monocouche (n=1,9) intégrant de chaque côté un réseau PVG chiral gauche et droit. L'angle horizontal entre les vecteurs réciproques des réseaux gauches et droits aux extrémités d'entrée et de sortie est respectivement de 0° et 60°. La lumière incidente est divisée en deux chemins de réflexion totale interne par la sélection de polarisation du PVG; lorsque la somme des vecteurs réciproques fournis par les réseaux d'entrée et de sortie est nulle, une sortie partielle se produit, formant une pupille optique bidimensionnelle complète. Nous avons dérivé la période du réseau PVG correspondant lorsque l'angle central du champ de vision est perpendiculaire au guide d'ondes, à partir de l'équation de diffraction du réseau et de l'indice de réfraction du verre, puis vérifié le mécanisme d'entrée pour une lumière collimatée de 532 nm par simulation COMSOL. Le prototype expérimental réalisé présente une taille de réseau de sortie de 28 mm × 22 mm, avec un angle de champ visuel horizontal de 32,8°, vertical de 18,7° et diagonal de 37,8°, le champ diagonal étant amélioré de 26 % par rapport aux travaux précédents. Ce design, en réalisant directement le réseau PVG sur les deux faces du substrat, évite le collage traditionnel, élimine les contraintes de choix de colle et de matériau avec index de réfraction assorti, simplifie significativement le processus de fabrication et réduit efficacement les coûts. Cette solution tire également parti du substrat à indice élevé pour augmenter considérablement le FOV tout en améliorant la qualité d'image, offrant une solution performante et prometteuse pour les affichages AR portés sur la tête proche de l’œil.

Réseau holographique polariseur à cristaux liquides; angle de champ; élargissement pupillaire bidimensionnel; guide d’ondes AR; optique des cristaux liquides