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高边缘视场光学效率的衍射波导准直投影镜头设计
1
作者
黄战华
高懿冰
+3 位作者
伍圆军
潘成
芦畅泰
张尹馨
《应用光学》
CAS
北大核心
2024年第1期54-62,78,共10页
随着微型发光二极管(micro-light emitting diode,Micro-LED)微型图像源被应用于增强现实(augmented reality,AR)显示技术,AR显示系统朝着超小型化方向发展。然而Micro-LED图像源发光角度大,准直投影镜头要求体积小且像质高,其产生的渐...
随着微型发光二极管(micro-light emitting diode,Micro-LED)微型图像源被应用于增强现实(augmented reality,AR)显示技术,AR显示系统朝着超小型化方向发展。然而Micro-LED图像源发光角度大,准直投影镜头要求体积小且像质高,其产生的渐晕现象也导致视场(field of view,FOV)边缘处光学效率低、照度不均匀,这对AR光学系统设计造成了挑战。为了解决上述问题,该文基于增加计算得到的非球面场镜,设计了一种照度均匀性高、边缘视场光学效率较高的衍射光栅波导准直投影镜头。对场镜理论进行详细分析,从而确定焦距区间,最终求解其面型参数,设计出照度相对均匀的镜头。设计的新型准直投影镜头对角线FOV为41.2°,F#为1.87,调制传递函数在125 lp/mm处大于0.5。仿真结果表明,系统照度均匀性相对提高了14%,边缘FOV的光学效率相对提高了15%,具有良好的成像性能,该镜头可应用于超小型AR衍射光栅波导头戴显示系统中。
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关键词
准直投影镜头
光学效率
衍射光栅波导
光学设计
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职称材料
平板波导凹面衍射光栅的设计
被引量：
1
2
作者
周哲海
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008年第6期993-998,共6页
为了精确设计平板波导凹面衍射光栅,提出了改进的刻槽位置递推计算方法。通过一组约束方程表示光栅刻槽位置,利用递推方法求得约束方程的数值解;为了提高计算精度,在方程组的数值求解过程中引入牛顿迭代算法。设计了两种特殊的光栅结构...
为了精确设计平板波导凹面衍射光栅,提出了改进的刻槽位置递推计算方法。通过一组约束方程表示光栅刻槽位置,利用递推方法求得约束方程的数值解;为了提高计算精度,在方程组的数值求解过程中引入牛顿迭代算法。设计了两种特殊的光栅结构,即平接收场结构和平顶频谱响应结构,对采用不同方法的设计进行了对比。结果表明:采用改进的刻槽位置递推计算方法计算的结果与采用高级次光程函数级数展开法计算的结果相同,而采用原有刻槽位置递推计算方法的计算结果则随着刻槽序号的增加偏离误差越来越大。结果证明了这种设计方法不仅可以实现平板波导凹面衍射光栅的精确设计,同样适用于设计其它特殊结构的光栅,证明了该方法的实用性和有效性。
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关键词
平板
波导
凹面
衍射
光栅
集成光学器件
牛顿迭代
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职称材料
题名
高边缘视场光学效率的衍射波导准直投影镜头设计
1
作者
黄战华
高懿冰
伍圆军
潘成
芦畅泰
张尹馨
机构
天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室
天津大学四川创新研究院
出处
《应用光学》
CAS
北大核心
2024年第1期54-62,78,共10页
文摘
随着微型发光二极管(micro-light emitting diode,Micro-LED)微型图像源被应用于增强现实(augmented reality,AR)显示技术,AR显示系统朝着超小型化方向发展。然而Micro-LED图像源发光角度大,准直投影镜头要求体积小且像质高,其产生的渐晕现象也导致视场(field of view,FOV)边缘处光学效率低、照度不均匀,这对AR光学系统设计造成了挑战。为了解决上述问题,该文基于增加计算得到的非球面场镜,设计了一种照度均匀性高、边缘视场光学效率较高的衍射光栅波导准直投影镜头。对场镜理论进行详细分析,从而确定焦距区间,最终求解其面型参数,设计出照度相对均匀的镜头。设计的新型准直投影镜头对角线FOV为41.2°,F#为1.87,调制传递函数在125 lp/mm处大于0.5。仿真结果表明,系统照度均匀性相对提高了14%,边缘FOV的光学效率相对提高了15%,具有良好的成像性能,该镜头可应用于超小型AR衍射光栅波导头戴显示系统中。
关键词
准直投影镜头
光学效率
衍射光栅波导
光学设计
Keywords
collimating lens
optical efficiency
diffraction grating waveguide
optical design
分类号
TN202 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
平板波导凹面衍射光栅的设计
被引量：
1
2
作者
周哲海
机构
北京信息科技大学光电信息与通信工程学院
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008年第6期993-998,共6页
基金
国家973计划重点资助项目(No.2007CB935303)
文摘
为了精确设计平板波导凹面衍射光栅,提出了改进的刻槽位置递推计算方法。通过一组约束方程表示光栅刻槽位置,利用递推方法求得约束方程的数值解;为了提高计算精度,在方程组的数值求解过程中引入牛顿迭代算法。设计了两种特殊的光栅结构,即平接收场结构和平顶频谱响应结构,对采用不同方法的设计进行了对比。结果表明:采用改进的刻槽位置递推计算方法计算的结果与采用高级次光程函数级数展开法计算的结果相同,而采用原有刻槽位置递推计算方法的计算结果则随着刻槽序号的增加偏离误差越来越大。结果证明了这种设计方法不仅可以实现平板波导凹面衍射光栅的精确设计,同样适用于设计其它特殊结构的光栅,证明了该方法的实用性和有效性。
关键词
平板
波导
凹面
衍射
光栅
集成光学器件
牛顿迭代
Keywords
Planar Waveguide Concave Diffraction Gratings（PW-CDG）
integrated optical devices
Newton iteration
分类号
O436.1 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
高边缘视场光学效率的衍射波导准直投影镜头设计
黄战华
高懿冰
伍圆军
潘成
芦畅泰
张尹馨
《应用光学》
CAS
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
2
平板波导凹面衍射光栅的设计
周哲海
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008
1
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职称材料
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