Оптический световод AR с широким углом поля на основе однослойной подложки с двухсторонней жидкокристаллической поляризационной решеткой
摘要
Двумерный расширяющий зрачок световод с перекрестной жидкокристаллической поляризационной решеткой (PVG) благодаря компактной структуре и простоте изготовления (интерференционная экспозиция без динамического изменения угла) стал исследовательским трендом в AR-дисплеях. Однако угол поля зрения (FOV) для AR-отображения ограничен технологией двойного стекания световодов. Для увеличения угла поля зрения таких световодов в данной работе предлагается оптическая структура на основе однослойной подложки из стекла с высоким показателем преломления (n=1.9) и двухсторонней интеграцией леворуких и праворуких хиральных PVG. Горизонтальный угол между обратными векторами решетки левой и правой поляризационных решеток на входном и выходном концах составляет 0° и 60° соответственно. Падающий свет через селективное поляризационное разделение PVG разделяется на две полные внутренние отражательные траектории; при суммарном обратном векторе решетки, равном нулю, входная и выходная решетки частично выводят свет, формируя полный двумерный расширенный зрачок. На основе уравнения дифракции решетки и показателя преломления стекла выведены периоды решетки PVG для случая, когда центр угла обзора направлен перпендикулярно световоду, и с помощью моделирования COMSOL подтвержден механизм ввода коллимированного света с длиной волны 532 нм под перпендикулярным углом. Экспериментальный прототип с размером выходной решетки 28 мм × 22 мм достиг углов FOV: горизонтального 32.8°, вертикального 18.7°, диагонального 37.8°, что на 26% превышает диагональный FOV предыдущих исследований. Данная конструкция, осуществляющая прямое изготовление PVG на обеих сторонах подложки, исключает традиционный клеевой процесс, избегает жестких требований к выбору клея под показатель преломления и материала подложки, значительно упрощает процесс изготовления и снижает затраты. Также использование подложки с высоким показателем преломления значительно увеличивает FOV и улучшает качество изображения, предоставляя перспективное высокопроизводительное решение для очных AR-дисплеев.
关键词
Жидкокристаллическая поляризационная голографическая решетка; угол поля зрения; двумерное расширение зрачка; оптический световод AR; жидкокристаллическая оптика
以上内容由讯飞翻译自动生成，翻译内容仅供参考。对于因使用本网站翻译内容产生的相关后果，本网站不承担任何商业和法律责任。
The above content is generated by Large Model Translation. The translated content is for reference only. We do not assume any commercial or legal responsibilty for any consequences arising from the use of our website