O guia de onda óptico com grade polarizadora de cristal líquido cruzada (PVG) para expansão bidimensional da pupila destaca-se por sua estrutura compacta e facilidade de fabricação (exposição por interferência sem ajuste dinâmico de ângulo), tornando-se um foco de pesquisa em displays AR. No entanto, o campo de visão (FOV) para exibição AR é limitado pela técnica de empilhamento de guias de onda duplas. Para aumentar o campo de visão desses guias, este artigo propõe uma arquitetura baseada em um substrato de vidro de alta refratividade em camada única (n=1.9) com integração dupla face de grades PVG quirais esquerda e direita. O ângulo horizontal entre os vetores de rede reversa das grades quirais esquerda e direita nas extremidades de entrada e saída é de 0° e 60°, respectivamente. A luz incidente é dividida em dois trajetos de reflexão interna total pela seletividade de polarização do PVG; quando o vetor de rede recíproco combinado fornecido pelas grades de entrada e saída é zero, ocorre acoplamento parcial formando uma pupila óptica bidimensional completa. Foi derivado o período da grade PVG correspondente quando o centro do ângulo de visão está na direção perpendicular ao guia, com base na equação de difração da grade e no índice de refração do vidro, e o mecanismo de acoplamento para luz colimada de 532 nm incidente perpendicularmente foi verificado por simulação COMSOL. O protótipo experimental fabricado alcançou tamanho de grade de pupila de 28 mm × 22 mm, campo de visão horizontal de 32,8°, vertical de 18,7° e diagonal de 37,8°, com melhoria de 26% no campo de visão diagonal em comparação a estudos anteriores. O projeto, ao fabricar diretamente a grade PVG nas duas faces do substrato, elimina o processo tradicional de colagem, evita os rigorosos requisitos de compatibilidade do índice de refração do adesivo e do material do substrato, simplifica significativamente o processo de fabricação e reduz efetivamente os custos. A solução também utiliza o substrato de alta refratividade para aumentar significativamente o FOV, ao mesmo tempo que melhora a qualidade da imagem, oferecendo uma solução promissora e de alto desempenho para displays AR montados próximos aos olhos.

Grade holográfica polarizadora de cristal líquido; campo de visão; expansão bidimensional da pupila; guia de onda AR; óptica de cristal líquido