[发明专利]一种实现全息波导光栅大出瞳的方法

权利要求书

1.一种实现全息波导光栅大出瞳的方法，其特征在于，所述实现全息波导光栅大出瞳的方法通过微型显示部分，准直透镜部分以及全息波导光栅部分来实现，利用干涉调制的方法，在指定的平面调制出在不同区域有不同光强的光波，与另一束平面波干涉，实现同时制作衍射效率不同的同一块光栅，从而实现光波的均匀衍射出射，进而实现全息波导光栅大出瞳。

2.根据权利要求1所述的实现全息波导光栅大出瞳的方法，其特征在于，所述微型显示部分为微型显示器，所述准直透镜部分为准直透镜组，准直透镜组由多个透镜组成，所述全息波导光栅部分由耦合输入光栅和耦合输出光栅构成。

3.一种实现全息波导光栅大出瞳的方法，其特征在于，所述实现全息波导光栅大出瞳的方法利用干涉调制的方法，在指定的平面调制出在不同区域有不同光强的光波，与另一束平面波干涉，实现同时制作衍射效率不同的同一块光栅，从而实现光波的均匀衍射出射，进而实现全息波导光栅大出瞳；

具体计算不同区域不同衍射效率的方法如下：

要使光波均与出射，则需使耦合输出光栅在不同区域有不同的衍射效率，通过公式（1）计算得到在第M 个区域的衍射效率η_M 为

          （1）

其中，M 为衍射输出区域的个数，η₁ 为第一个区域的衍射效率，如果假设在传输中没有损耗以及在最后一个区域完全耦合输出的话，得到（1）

          （2）

其中，M_tot为总的耦合输出区域的个数；

根据耦合波理论，衍射效率的大小和全息记录材料的折射率调制大小有关，如公式（3）：

          （3）

其中，n_mo 为折射率调制度，d 为全息记录材料的厚度，λ 为波长，C_R ，C_I 分别为两束入射光对光栅周期的倾斜度，通过公式可得到折射率调制度；

光强转化为纯相位板计算假设折射率调制度在其与曝光的光强成正比的区间，则根据公式：

，，

其中，，是指求幅角，根据解析得到的和得到，将欲实现的光强转变为两块加载到纯位相SLMs 上的相位信息计算出来；

所述实现全息波导光栅大出瞳的方法通过微型显示部分，准直透镜部分、全息波导光栅部分以及电脑来实现；

所述全息波导光栅部分与准直透镜部分连接，所述准直透镜部分与微型显示部分连接，所述微型显示部分连接所述电脑；

所述微型显示部分为微型OLED 显示器，将微型OLED 显示器连接电脑，通过调整显示输出的分辨率800X600，实现电脑中影像在OLED 的显示，  通过在电脑中通过软件来调节OLED 的色彩和对比度，实现OLED 对全息波导色散的部分补偿；

所述准直透镜部分为准直透镜组，准直透镜组由多个透镜组成，直径为20mm，焦距为40mm；

所述全息波导光栅部分由耦合输入光栅和耦合输出光栅构成，耦合输入光栅大小为20mm×20mm，耦合输入光栅大小为20mm×50mm，耦合输入光栅和耦合输出光栅距离为30mm，整个玻璃波导的尺寸为40mm×110mm，厚度为2.5mm，在指定的平面调制出在不用区域有不同光强的光波，与另一束平面波干涉，实现同时制作衍射效率不同的同一块光栅，实现光波的均匀衍射出射，制作得到所述耦合输入光栅和耦合输出光栅；

从微型显示部分发出的光经过准直透镜部分后成为平行光，进而照射到耦合输入全息波导光栅部分，经过全息波导光栅部分衍射，平行光改变传播方向，耦合基础光波导，在光波导中通过全反射原理实现传播，并在耦合输出光栅衍射输出进入人眼。