Журнал
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики
УДК:681.78
Номер:6 (146)
Моделирование композитного волноводного голографического дисплея
Аннотация:
Предмет исследования. Исследованы оптические схемы дисплеев дополненной реальности волноводного типа. Дисплеи, построенные на основе объемных фазовых голограмм, отличаются малыми размерами, большим выходным зрачком и высоким коэффициентом пропускания в каналах проецируемого изображения и прямого зрения. Однако с увеличением апертуры, поля зрения и рабочего спектрального диапазона увеличивается разброс значений угла падения луча и длины волны излучения при решении задачи дифракции в разных точках поверхности голограммы. Это накладывает ограничения на пространственное разрешение и дифракционную эффективность. Для преодоления данного явления предложено использовать композитную голограмму, в виде объемной фазовой решетки, разделенной на зоны с независимо изменяющимися параметрами наклона полос, формой и толщиной голографического слоя, а также глубиной модуляции. Метод. Предложен алгоритм, который позволяет проводить трассировку луча через голограмму, записанную двумя точечными когерентными источниками при помощи вспомогательного асферического зеркала. Первоначальная трассировка луча в схеме записи голограммы выполнена с использованием минимизации функции ошибок методами покоординатного спуска и золотого сечения. На основе полученных результатов с помощью уравнения Уэлфорда вычислены направляющие векторы дифрагированного луча. С использованием результатов трассировки на базе теории связанных волн Когельника определена дифракционная эффективность голограммы. Предложенные алгоритмы реализованы в среде Zemax Optics Studio. Основные результаты. Применение представленного композитного голограммного элемента и средств моделирования его работы показаны на примере дисплея, работающего в диапазоне 510–530 нм с полем зрения 7°36ʹ × 5°48ʹ и диаметром выходного зрачка 8 мм. Предложенные решения позволили повысить дифракционную эффективность в 3,45 раза, а пространственное разрешение на 12,7 %, которое варьируется по полю зрения в пределах 0ʹ44ʺ–1ʹ6ʺ. Практическая значимость. Применение композитных голограмм позволит создавать дисплеи, отличающиеся более высоким пространственным разрешением и яркостью проецируемого изображения, а также равномерностью характеристик по полю зрения.
Ключевые слова:
Постоянный URL
Статьи в номере
- Импульсная запись динамических голограмм в кристалле силиката висмута при изменении длины волны лазерного излучения
- Гибридный эндоскоп с телевизионной и многоспектральной обработкой изображений для диагностики рака внутренних органов
- Применение методов инфракрасной спектроскопии в исследовании составов для проклейки бумаги
- Методика оптимизации распределения плотности пикселов по зоне наблюдения
- Оценка ошибки и разработка методики компенсации погрешности позиционирования оборудования с числовым программным управлением
- Компенсация внешних возмущений по выходу для класса линейных систем с запаздыванием в канале управления
- Люминесцентный метод исследования роста квантовых точек AgInS2
- Особенности импульсного лазерного напыления тонких пленок InGaAsN в атмосфере активного фонового газа
- Нахождение распределения электронов в сверхрешетках AlGaAs/GaAs
- Спектральные и кинетические свойства квантовых точек сульфида серебра во внешнем электрическом поле
- Влияние наноразмерных горизонтальных неоднородностей на послойный анализ поверхности методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии
- Органические светоизлучающие диоды с новыми красителями на основе кумарина
- Изготовление и характеристика гибридного композита Al6082/SiC/порошок рисовой шелухи, получаемого методом фрикционного перемешивания
- Многопутевая безопасная маршрутизация для обнаружения атаки с захватом узла в беспроводной сенсорной сети
- Метод документирования архитектурных решений вычислительных платформ
- Повышение точности распознавания внесловарных слов для интегральной системы автоматического распознавания русской речи
- Метод мониторинга состояния элементов киберфизических систем на основе анализа временных рядов
- Применение волновой модели текста к задаче сентимент-анализа
- Автоматизированная оценка параметров электрокардиограмм в условиях пандемии COVID-19
- Мультиагентная адаптивная маршрутизация агентами-клонами на основе многоголового внутреннего внимания с использованием обучения с подкреплением
- Совместное обучение агентов и векторных представлений графов в задаче управления конвейерными лентами
- Моделирование процессов переноса излучения в газожидкостных пенах
- Статистическая оценка влияния величины сигнал/помеха на погрешность измерения параметров акустической эмиссии
- Моделирование процесса стационарного термоотражения для измерения теплопроводности материалов
- Математическое и компьютерное моделирование однорядных и двухрядных шестилопастных винтокольцевых движителей
- Дифференциально-разностная модель теплопереноса в твердых телах с использованием метода параметрической идентификации