Os combinadores de guia de onda ótico apresentam vantagens significativas na expansão da pupila de saída e no afinamento da aparência em exibições de realidade aumentada. A tecnologia de expansão da pupila de saída guia a luz até o olho humano induzindo múltiplas difrações na região de acoplamento. No entanto, essa difração múltipla pode causar um enfraquecimento gradual do brilho da pupila de saída ao longo do caminho óptico, resultando em brilho não uniforme. Especialmente quando são usadas grades holográficas polarizadoras preparadas com cristais líquidos como elementos de acoplamento, pois a grade é sensível apenas a um tipo de luz circularmente polarizada, enquanto a luz circularmente polarizada ortogonal é transmitida diretamente, levando a uma eficiência energética relativamente baixa do sistema de guia de onda. Para enfrentar esse desafio, este artigo propõe um sistema óptico de exibição AR guia de ondas com grades holográficas polarizadoras que multiplexam luz circularmente polarizada à esquerda e à direita, alcançando simultaneamente um grande tamanho de pupila de saída e boa uniformidade na entrada ocular. Em termos de design teórico e simulação, primeiro foi projetada uma estrutura de grade para grande campo de visão usando a teoria do espaço k, usando um Micro-LED (μLED) como microdisplay, projetando um conjunto de lentes de projeção compatível, e simulando a imagem de todo o sistema de guia de ondas. Na parte experimental, foi preparado um guia de ondas com grade holográfica polarizadora com comprimento de onda central de 532 nm e tamanho de pupila de saída de 45 mm × 25 mm. Os resultados experimentais mostraram que o ângulo do campo diagonal do sistema atingiu 32,86° com índice de refração do substrato de 1,51. Em comparação com soluções que respondem apenas a uma polarização circular única, a uniformidade medida pelo método de nove pontos aumentou 48,8%, a uniformidade geral aumentou 34,1% e a eficiência óptica do combinador do guia de onda melhorou 1,2 vezes. Este trabalho oferece orientações valiosas e referência para o design de guias de onda holográficos polarizadores.

realidade aumentada; grade polarizadora líquida cristalina; exibição Micro-LED; guia de onda; grade de difração