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Hybrid Reflective-Diffractive Waveguide Display with High Optical Efficiency
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AI
DOI：10.1002/lpor.202500957.png)
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摘要
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波导合束器在增强现实（AR）领域被广泛认可为一种领先解决方案，因其具有紧凑的形态、宽广的视场（FOV）和大的出瞳区域。然而，现有解决方案存在关键限制。基于表面浮雕光栅的波导难以通过二维（2D）出瞳扩展（EPE）实现单层全彩成像，且均匀性差、效率低。相比之下，采用级联部分反射镜的几何波导会引入杂散光，损害图像质量。为克服这些挑战，提出了一种混合反射-衍射波导（HRDW）架构，该架构协同结合了一对特殊设计的光栅和一组嵌入式部分反射镜。该配置能够在保持高光学效率的同时实现高效二维EPE。开发了一种综合设计方法，将三维（3D）空间球面解析模型与自研的多维光线-场追迹工具相结合，用于HRDW。采用全息干涉光刻和分子键合技术制造了HRDW原型。实验验证表明，其FOV为30°，出瞳区域为12×10 mm，平均光学效率为2556.9 nits/lm——比传统衍射波导高出约一个数量级。本研究提出了一种先进的混合波导架构和面向下一代AR显示的稳健光学设计框架。
Keyword:
3D k-space sphere
augmented reality
hybrid reflective-diffractive waveguide
waveguide display
期刊
L
IF:
10
论文数:
3.7K
被引数:
2.1W
机构
引用论文
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