AR體全息衍射光波導的制程要點(diǎn)和量產(chǎn)可行性
體全息衍射光波導做為AR光學(xué)更具前瞻性的工藝道路之一，廣受財產(chǎn)注目，在此，我們就體全息光波導的造程、核心手藝、優(yōu)勢等來(lái)對那個(gè)標的目的展開(kāi)，看看那個(gè)標的目的能否能夠量產(chǎn)，能否值得財產(chǎn)大規模去規劃。
概念：
光波導（optical waveguide）是引導光波在此中傳布的介量安裝，又稱(chēng)介量光波導。
AR用光波導由光通明介量（如玻璃、樹(shù)脂等通明的質(zhì)料）構成的傳輸光頻電磁波的導行構造，在差別折射率的介量分界面上，電磁波的全反射現象使光波局限在波導及其四周有限區域內傳布。
AR體全息衍射光波導的造程要點(diǎn)和量產(chǎn)可行性 （上圖引用收集）
波導顯示安裝的原理跟光在光纖中傳布類(lèi)似。光從光纖的一端傳導到另一端，不會(huì )從側面出來(lái)（全反射）。波導鏡片利用了同樣的原理。
無(wú)損全反射需要滿(mǎn)足兩個(gè)前提：
(*) 傳輸介量即波導質(zhì)料需要具備比四周介量高的折射率(如圖所示n* n2);
(2) 光進(jìn)入波導的入射角需要大于臨界角θc. n*sinθc= n2
全息光波導: 光波導+體全息光柵(全息在此處指的是工藝概念，與全息顯示無(wú)關(guān)，此光柵工藝跟早年造做全息圖類(lèi)似，故俗稱(chēng)全息光柵。） 光波導能夠是通明玻璃，也能夠是通明樹(shù)脂。
通過(guò)貼附在光波導外表的體全息光柵，突破了全反射的界面規則，從而改動(dòng)了光信息傳布的標的目的和能量，進(jìn)而引導了光信息從波導內部傳輸到人眼。
全息光波導看似只是一片通俗玻璃，實(shí)則是一個(gè)光學(xué)系統。
那片玻璃決定了光源以什么形式，什么光強入射，決定了光學(xué)系統的視場(chǎng)角、出瞳距、眼動(dòng)盒等關(guān)鍵性參數，AR眼鏡,ARHUD等皆圍繞著(zhù)那一小片玻璃展開(kāi)，是整個(gè)系統的最核心所在。
全息光波導是基于體全息光柵的根底上開(kāi)發(fā)的。
體全息接納激光全息手藝造造得到，兩束激光（參考光和物光）同時(shí)照亮感光薄膜，發(fā)作雙光束干預，感光薄膜以折射率變革散布的形式記錄下干預條紋散布，該條紋與光柵構造對應。
AR體全息衍射光波導的造程要點(diǎn)和量產(chǎn)可行性
再現過(guò)程即為利用的體例，參考光以不異的角度入射到感光薄膜，其發(fā)作衍射，曲透光和參考光標的目的一致，為 0 級光，衍射光（﹢* 級）原物光標的目的一致。因而我們利用參考光在感光薄膜上記錄下物光，并由參考光能夠再現物光，此時(shí)感光薄膜上具有周期性散布條紋，也即為體全息光柵。
全息光柵的造造：
AR體全息衍射光波導的造程要點(diǎn)和量產(chǎn)可行性 （上圖引用收集）
如上圖,激光器Laser出光--分束鏡（BS）分光兩束--擴束鏡L*、L*把點(diǎn)光源擴大成面光源--準曲透鏡L2、L*把散射光準曲成平行光--兩束平行光以?shī)A角θ照射到全息感光膠片H上產(chǎn)生干預條紋，全息感光膠片吸收光量，以折射率變革的形式記錄下瞬光陰場(chǎng)的干預條紋（那種機理類(lèi)似菲林式相機感光記錄照片，那種全息干預工藝業(yè)內也通俗稱(chēng)之為全息拍照）。兩束光的夾角θ決定了光柵條紋寬度周期。那種工藝在研發(fā)、量產(chǎn)上面造做時(shí)間成本、物料損耗成本都很低。
主動(dòng)化造程：
如要實(shí)現主動(dòng)化的造程，次要是從快門(mén)曝光控造和全息感光膠片H的主動(dòng)化挪動(dòng)控造方面動(dòng)手。法式化的主動(dòng)全息曝光快門(mén)系統和全息感光膠片H處的程控化挪動(dòng)，在國內20多年前就已經(jīng)應用，業(yè)內如三極光電等團隊也早已純熟掌握；針對多光柵構成的全息光波導光柵，不論是快門(mén)曝光，仍是挪動(dòng)、傳送全息感光版的程控式系統，關(guān)于主動(dòng)化來(lái)說(shuō)都是比力簡(jiǎn)單的設想。所以業(yè)內認為體全息光柵尤其是體全息波導不克不及量產(chǎn)是極禁絕確的，財產(chǎn)很多單元也仿佛不斷銳意忽略了索尼早年量產(chǎn)的體全息光波導眼鏡。
AR體全息衍射光波導的造程要點(diǎn)和量產(chǎn)可行性
全息光柵能夠把感光膠涂布在玻璃、樹(shù)脂基底上曝光造造，也能夠把感光膠涂布在膜片上面造形成全息光柵后復合或轉移到玻璃或者樹(shù)脂上面。
體全息光波導核心造造門(mén)檻
*. 全息感光質(zhì)料：市場(chǎng)次要應用有鹵化銀、重鉻酸鹽明膠、光致聚合物、全息聚合物分離液晶等，全息光柵都是基于質(zhì)料特征而開(kāi)發(fā)的造程工藝。三極光電有成熟的鹵化銀和光致聚合物質(zhì)料工藝和完美的涂布線(xiàn)。
據悉，三極光電將在近期鋪開(kāi)全息感光質(zhì)料對財產(chǎn)的銷(xiāo)售。
AR體全息衍射光波導的造程要點(diǎn)和量產(chǎn)可行性
2. 全息光波導的系統設想
光瞳擴展手藝
三極光電科技的光瞳擴展手藝(exit pupil extension)，基于變革衍射效率工藝和轉折光柵，能夠實(shí)現加強現實(shí)光學(xué)組件在出瞳范疇內高平均性顯示，有效進(jìn)步人眼可調整范疇和瞳距。
市道上的現有的光學(xué)軟件，例如Zemax，CODE V以及一些非序列的設想軟件Lighttools，Tracepro等關(guān)于幾何光學(xué)都能很好的勝任，但是其無(wú)法很好的對全息衍射波導停止有效的模仿，因為涉及屢次光線(xiàn)折轉。三極光電科技獨立編寫(xiě)了響應的光學(xué)逃跡法式，合適于波導的特點(diǎn)，用于復雜全息光波導的光線(xiàn)模仿和效率優(yōu)化，國際上的全息光波導公司也都是如斯。
AR體全息衍射光波導的造程要點(diǎn)和量產(chǎn)可行性
*. 全息光柵造造平臺的光場(chǎng)模子調造及光柵造造
把計算仿實(shí)的模子用各類(lèi)光學(xué)透鏡在全息造造平臺上調造出來(lái)也是核心才能之一。
AR體全息衍射光波導的造程要點(diǎn)和量產(chǎn)可行性
全息感光質(zhì)料中各層納米顆粒對光的波段具有選擇性，是基于全息波導利用波段，利用更佳感光波長(cháng)，造造差別波長(cháng)下的體光柵，實(shí)現感光顆粒高轉移效率，完成差別單色的體全息光柵波導造造。
此外，三極光電科技混合編組反射/透射體光柵波導，完成彩色光波導的造造，同時(shí)制止了庇護玻璃的利用，進(jìn)一步實(shí)現波導組件的輕薄化。
全息光波導的優(yōu)勢：
*.衍射光學(xué)，布拉格光柵，光柵構造靈敏，能量集中，衍射效率高；光柵組合的自在度高
2.可雙軸光瞳擴展，可實(shí)現大視角、定造出瞳大小和適眼距
*.通明度極高、構造輕薄
*.漏光小、彩虹效益小
*.可波長(cháng)復用和角度復用，潛力龐大
*.可大面積造備，用于昂首顯示設備
7.全息曝光工藝效率高，成本低、良品率高，小面積光波導量產(chǎn)成本低，具備走向消費電子級的前提
8.手藝工藝壁壘高，國際上掌握此不變消費手藝單元屈指可數（三極光電團隊質(zhì)料、全息波導系統設想、全息波導造造都是自主可控）
9.投資成本低：比起外表浮雕波導動(dòng)不動(dòng)十億百億級，體全息萬(wàn)萬(wàn)級的投入性?xún)r(jià)比出格高。
綜上所述，體全息光波導性能優(yōu)勝、能量產(chǎn)可量產(chǎn)、投資成本低、量產(chǎn)成本低，是性?xún)r(jià)比更高的AR光學(xué)支流計劃。
附：AR加強現實(shí)全球光波導手藝道路概略及代表企業(yè)情況
AR加強現實(shí)全球光波導手藝道路概略及代表企業(yè)情況
