L型全息波導構型設計

相廣鑫， 郭 巖， 李文強， 閆占軍， 謝 意， 周家武

(1.光電控制技術重點實驗室，河南 洛陽 471000； 2.中國航空工業集團公司洛陽電光設備研究所，河南 洛陽 471000；3.中國人民解放軍駐沈陽飛機工業(集團)有限公司軍事代表室，沈陽 100850)

L型全息波導構型設計

相廣鑫1,2， 郭 巖3， 李文強2， 閆占軍2， 謝 意2， 周家武2

(1.光電控制技術重點實驗室，河南 洛陽 471000； 2.中國航空工業集團公司洛陽電光設備研究所，河南 洛陽 471000；3.中國人民解放軍駐沈陽飛機工業(集團)有限公司軍事代表室，沈陽 100850)

針對單反射面單波導板構型光柵設計與制造復雜的問題，提出一種L型單波導二維擴展構型。該構型由2個側反射面和3塊周期和條紋走向完全相同的全息光柵組成，用于降低光柵的設計制造難度。根據對構型光路的計算分析，該構型的轉向光柵尺寸不超過40 mm×40 mm。仿真結果表明，該構型正確合理，且可以實現30°×30°的視場和φ30 mm的大出瞳顯示，可用于增強現實顯示或頭戴式顯示。

波導構型； 全息光柵； 頭戴式顯示； 增強現實

1 概述

全息波導顯示技術結合波導板的全反射特性和全息光柵的衍射特性，可實現大視場、大出瞳的圖像輸出，在戰斗機的平視顯示器(HUD)和頭盔顯示器(HMD)中有重要的應用，并且在越來越多的民用領域發揮重要的作用，如在增強現實[1](AR)領域及虛擬現實[2](VR)領域都取得了重要的成果。

英國BAE公司將全息波導技術運用在頭盔顯示器上，設計了Q-sight型HMD[3]，目前已實現商用并應用于各種戰機。典型的Q-sightTM100型HMD采用如圖1所示的單波導板構型對圖像進行二維擴展，有效提高顯示性能?！?br>