La guía de onda óptica con rejilla polarizadora de cristal líquido cruzada (PVG) para expansión bidimensional de la pupila, debido a su estructura compacta y facilidad de fabricación (exposición interferencial sin ajuste dinámico de ángulo), se ha convertido en un foco de investigación en pantallas AR. Sin embargo, el campo de visión (FOV) para la visualización AR está limitado por la tecnología de apilamiento de doble guía de onda. Para mejorar el campo de visión de estas guías, este artículo propone una arquitectura basada en un sustrato de vidrio de alto índice de refracción de una sola capa (n=1.9) con integración de rejillas PVG quirales izquierdas y derechas en ambas caras. El ángulo horizontal entre los vectores de la red reversa de las rejillas quiral izquierda y derecha en los extremos de entrada y salida es de 0° y 60°, respectivamente. La luz incidente se divide mediante la selección de polarización del PVG en dos trayectorias de reflexión interna total; cuando el vector de red recíproco combinado proporcionado por las rejillas de entrada y salida es cero, se acopla parcialmente y se forma una pupila óptica bidimensional completa. Se derivó el período de la red PVG correspondiente cuando el centro del ángulo de visión está en la dirección perpendicular a la guía, basándose en la ecuación de difracción de la red y el índice de refracción del vidrio, y se verificó el mecanismo de acoplamiento para luz colimada de 532 nm incidente verticalmente mediante simulación COMSOL. El prototipo experimental fabricado logró un tamaño de rejilla de pupila de 28 mm × 22 mm con un campo de visión horizontal de 32.8°, vertical de 18.7° y diagonal de 37.8°, mejorando el campo de visión diagonal en un 26% respecto a investigaciones previas. El diseño, al fabricar directamente la rejilla PVG en ambas caras del sustrato, elimina el proceso tradicional de pegado, evita estrictos requisitos de selección de pegamento de coincidencia de índice de refracción y material de sustrato, simplifica significativamente el proceso de fabricación y reduce efectivamente los costos. Esta solución también aprovecha el sustrato de alto índice para aumentar considerablemente el FOV mientras mejora la calidad de imagen, ofreciendo una solución prometedora y de alto rendimiento para pantallas AR cerca del ojo montadas en la cabeza.

Rejilla holográfica polarizadora de cristal líquido; campo de visión; expansión bidimensional de la pupila; guía de onda AR; óptica de cristal líquido