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探讨如何增大基于叠加光栅结构光波导的视场角(测绘学论文) 探讨如何增大基于叠加光栅结构光波导的视场角(测绘学论文)

格式:word 上传:2023-05-06 00:38:00

《探讨如何增大基于叠加光栅结构光波导的视场角(测绘学论文)》修改意见稿

1、“.....其光栅方程可写为−其中为入射光波矢为光栅的倾斜角通过有限元分析方法对结构进行计算模拟,利用有限元分析光栅耦合效率主要包括个步骤建立有限元模型,如图所示,根据实际建立相应的物理模型,在光栅层的上方设臵个空气层,在空气层上设臵个入射端口,入射光源从入射端口射向光栅介质矢量方向,可以得到发散角为的入射光被输入耦合光栅衍射后在波导内传播的最大和最小传播角和同时,根据折射率为的波导内全反射条件最小的传播角应该大于全反射临界角,否则就由全反射临界角决定图像光线在波导上下表面以角进行全反射传播,如图所示,其中,探讨如何增大基于叠加光栅结构光波导的视场角测绘学论文是带有图像的光波通过微像源发出,经过准直系统后变成不同角度的平行光束,带有图像信息的光束被个折射率为余弦调制的透射全息输入光栅耦合到基底内,使光束在基底内以全反射的形式进行传输......”

2、“.....经过耦合出去的光与原来进入波导的光具有相同的方向,在此输出并最终进入人眼具体见图图光波导显示系统的结构示意图光从种介质传播到另种介质时满足栅将经过准直的光耦合到波导内进行全反射传播,由耦出全息光栅将光耦合到人眼,全息光栅因此相比于几何阵列波导拥有较高的透明度,同时全息光栅具有较高的衍射效率,在制作上比较简单,易于大批量生产但是由于全息光栅对波长及入射角非常敏感,很难获得较大的,以此来拓宽全息光栅的选择角带宽,从而增大,而复合光栅过程复杂且对曝光精度要求比较高本文提出了种新的设计方案,通过改变曝光着消费者对显示器期望的提高,开发具有光学透明功能并保持高质量图像性能的紧凑轻巧的仍然是项艰巨的任务典型的主要包括微型显示器目镜光学组合元件,其中光学组合元件对眼镜在整体光学性能及紧凑性方面具有十分重要的作用现有的几种用于光学组合元件的技术......”

3、“.....几何阵列光波导,和全息波导等,制作平面分束器比较简单,成摘要增强现实技术的应用前景广泛,但现阶段受技术水平限制,所制造的眼镜的视场角普遍较小,限制了眼镜在日常生活中的应用为扩大视场角,根据耦合波理论,提出了种将光栅矢量与介质表面法线方向夹角分别为,厚度均为,周期为的个全息光栅叠加在起的结构波导光学设计通过计算得出此结构具有左右的视场角这种结构能让斜角分别为的光栅进行叠加模拟,实现了视场角的叠加,使得波导的增大到以此为基础,若选择适当的倾斜角进行叠加,还可进步扩大波导系统的视场角当然,本方案也还存在不足的地方,在如何实现曝光出不同倾斜角的光栅并将它们完全重合地叠加在起上,制作起来相对比较难,但是随着曝光技术的不断发展,问题将会得到解决参考文献刘奡,张宇部分范围内,光栅的耦合效率变低了,导致了该部分视场的缺失......”

4、“.....来实现第层光栅与之前层光栅在视场角上的叠加因此,实现视场角的完美拼接需要找到合适的倾斜角光栅组合在起由图可知,每个光栅选择角带宽大约为,但在实际生产眼镜中,是眼镜的个重要指标,越大,视场就越宽阔,代表人眼能够看见更大的虚像,具体见图图不同倾斜角的选择角带宽光栅层叠加数值模拟分析由图可清楚地看出,每个倾斜角的全息光栅对应的选择角带宽不同为了进步扩大系统的视场角,笔者提出了种方法,就是将不同倾斜角的光栅进行组合叠加首先,在图的模型基础上,在第层光栅再叠加层不同倾斜角的光栅,在不改变其他条件下,通过对入射光公式中进行扫描,改变光的入射方向,对层光栅选择角带宽进行模拟计算,图是第层行上述的优化后,再针对光栅倾斜角进行研究,保持光栅厚度为,通过调整光栅公式中的值来改变光栅倾斜角,当分别为时,对入射光角度进行扫描计算,扫描范围为......”

5、“.....处的能量,最终得到入射光角度和光栅衍射效率的关系如图所示从图可观察到,倾斜角不同的光栅衍射峰对应不同的入射角,根据探讨如何增大基于叠加光栅结构光波导的视场角测绘学论文宁,沈忠文全息波导显示系统的实现与优化光学学报,陈军,洪伟有限元分析介质光栅对平面波的绕射通信学报,杨培培,周雁,陈达如,吴根柱,郁张维显示系统中基于叠加光栅结构光波导的视场角优化浙江师范大学学报自然科学版,基金浙江省自然科学基金资助项目浙江省重点科技创新团队项目资助探讨如何增大基于叠加光栅结构光波导的视场角测绘学论文导致部分视场的缺失,其中在这个倾斜角叠加下效果最佳,在个光栅叠加的情况下,实现了在不同视场角下的叠加,扩大了整体光栅的角度选择带宽,使得总体的视场角扩大到左右图层光栅叠加选择角带宽图层光栅叠加效果优化结论本文围绕全息光波导显示系统的参数,对光栅倾斜角和厚度进行了优化设计......”

6、“.....周期为,倾的高斯光束作为入射端光源,同时为了增加入射光通过输入耦合光栅耦合到波导内的衍射效率,目前选用液晶聚合物作为光栅材料,其折射率调制度可达到,波导基底选用折射率为的玻璃材质在对光栅厚度进行选择的过程中,通过保持入射光角度和光栅倾斜角不变的情况下,根据布拉格条件计算,将光栅周期设臵为,对光栅厚度进行模拟扫描计算,扫描范围为的视场角远远不能满足需求,所以需要扩大波导的视场角同时观察上述不同倾斜角的光栅选择角带宽,会发现每个倾斜角不同的光栅只对特定角度的光有衍射率,其他角度的光衍射率很低,甚至为零理论上,每个光栅具有不同的角度选择带宽,若将不同的光栅叠加,则能实现在不同选择角带宽上的叠加但是对于角度选择不当的光栅进行叠加会出现视场缺失的情况从图中可看出,红色和绿色曲线由于角度选择不当光栅倾斜角为叠加上第层光栅倾斜角为在各个入射方向下的耦合效率从图中可以看出......”

7、“.....系统的选择角带宽也实现了不同程度上的叠加进步研究层光栅的叠加效果,在上述层的基础上叠加上第层不同倾斜角的光栅如果对于倾斜角的选择不当,会导致部分视场缺失,如图所示,在第层光栅倾斜角分别为和时,曲线出现了不同程度上的凹陷,在这耦合波理论,光栅衍射角选择性曲线中的主峰对应的角度差就是光栅的选择角带宽,在不同的光栅倾斜角情况下,光栅的选择角范围也不同当光栅倾斜角为时,角度选择范围大约为,具体见图当光栅倾斜角为时,角度选择范围为,具体见图当光栅倾斜角为时,角度选择范围为,再对图中,进行线积分,计算出入射光和透射光的能量,最终得到光栅厚度与衍射效率的关系如图所示图光栅厚度与光栅衍射效率η的关系由图可看出,光栅厚度为时,随着的增加,衍射效率大幅度变大可达到但当为时,随着厚度的继续增加,衍射效率逐渐趋于平缓因此,将光栅厚度设计为为最佳选择......”

8、“.....而光栅的耦合效率即可表示为η−眼镜的实际应用,对于光栅在负级方向上的衍射没有意义,计算出来的效率要比实际效率低图模型结构示意图光栅结构参数设计光栅的厚度倾斜角及材料的折射率调制度是光栅衍射效率和选择角带宽的重要影响因素本文选用人眼比较敏感的绿光作为光源,采用图所示的模型,在光栅层的上方设臵个空气层,并在空气层中设臵个入射端,使用公式−层,光线经过光栅层会发生偏转,部分的光被耦合进入波导,另部分光由于不满足全息光栅的布拉格条件而直接透射到波导下方的空气层中同时在结构的周围加上散色边界条件,提供种无反射传输确定状态变量及控制方法对不同的光栅,接收角不同,因此,先要确定好需要计算的光栅角度,然后改变入射光的方向入射端口采用高斯光束作为光源,可以用公式表示为−......”

9、“.....为耦入光栅长度为耦出光栅长度为光线在波导内的传播周期而本文的目的就是通过对光栅的设计,使更大的视场角能够被光栅耦合进波导,并满足全反射条件,最终扩大系统的视场角图不同入射光线内全反射传播示意图模拟计算模型本文通过对结构模型进行构造,模型结构示意图如图所示采用高斯光源作为发射光源,并且选用人眼比较敏感的绿光作为光式中是空气的折射率为光的入射角为基底介质折射率为折射角带有图像信息的光束通过准直系统后,变成带有角度的平行光,该平行光束由空气传播到折射率为的基底时,其发散角折射为入射光被光栅耦合进入基底,满足布拉格条件的入射光与衍射光的波矢和光栅矢量之间的夹角相等确定光栅角度来制作具有不同倾斜角的全息光栅,并且通过将不同倾斜角的光栅进行叠加处理的方法来增大视场角利用有限元方法分析了光栅厚度对耦合效率的影响及光栅倾斜角与角度选择带宽的关系......”

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