全息光波导已具备量产能力!

发布日期:2020-04-15 14:05:54   浏览量 :201
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近年来AR技术已成为机器视觉等领域的研究热点,在智能维修、远程指导传媒教育等领域具有颠覆性的应用前景。在AR近眼显示系统中,最核心的光学硬件部分就是波导耦合元件。目前AR的光波导方案主要是几何阵列光波导和衍射光波导两种方案,成为目前AR行业的主流。衍射光波导又分为表面浮雕光栅光波导和体全息光栅光波导(简称体全息光波导),其中体全息光波导,因为其加工周期短、成本低,已成为行业一个新的选择热点。



图1全息波导显示系统

全息波导显示系统结构如图1所示,它由微显系统,准直光学系统,输入耦合光栅,平板波导,输出耦合光栅组成。微显系统可看作不同视场的点光源,点光源经准直光学系统后,形成不同角度的平行光。平行光经过输入耦合光栅后发生衍射而产生特定角度的偏折,偏折后的平行光在波导片内全反射传输,传输至输出耦合光栅后,再次发生与输入耦合光栅相反的衍射偏折现象,从而被还原成与入射光波一致的平行光集合,最终到达人眼,实现了成像。

体全息光波导中的核心---输入耦合光栅输出耦合光栅是通过双光束激光全息曝光的方式产生,因此在工艺上,全息光波导更加高效,成本也具有明显优势。但是其原理复杂,工艺难点多,国内尚未有厂家实现量产。

体全息光波导的研制难点主要体现在参数的分析和确定,如各器件的参数:包括激光的波长、功率、曝光时间;工艺参数:曝光时间、光束角度;材料参数:曝光材料、基底材料、曝光材料的厚度、基底材料的厚度等。而工艺参数的确定需要经历原理分析和模拟设计、实验修正等过程。首先,体全息的原理分析和模拟设计是非常复杂的,需要对原理分析和模拟计算有着深刻理解,门槛比较高。其次,对于体全息而言,很多参数无法完全依靠公式推导和仿真模拟获取,其最优值和模拟出来的理论值是存在一定差异的;因此,需要大量的实验对仿真结果进行验证,并根据每次实验的结果进行深入分析和参数修正;该过程非常考验人的专业素质和耐性。

参数
光栅
全息
光波
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