ISSN 0021-3454 (печатная версия)
ISSN 2500-0381 (онлайн версия)
Меню

8
Содержание
том 63 / Август, 2020
СТАТЬЯ

DOI 10.17586/0021-3454-2020-63-5-429-435

УДК 535.8, 681.78, 535.44

Синтез и анализ структур интерференционных покрытий для системы дополненной реальности на базе световодного комбинера

Губанова Л. А.
Университет ИТМО, Санкт-Петербург, 197101, Российская Федерация; профессор


Зейгман Р. Е.
Университет ИТМО; факультет фотоники и оптоинформатики;


Конева Т. А.
Университет ИТМО; факультет прикладной оптики;


Романова Г. Э.
Университет ИТМО, Санкт-Петербург, 197101, Российская Федерация; доцент


Аннотация. Представлены результаты синтеза структур интерференционных покрытий, используемых в системе дополненной реальности на базе световодного комбинера, составленного из призм с нанесенными на их грани оригинальными покрытиями. Рассмотрены характеристики покрытий при разных углах падения излучения и рассчитаны структуры покрытий, включающие в себя слои, изготовленные из тугоплавких окислов, обладающих высокой прозрачностью в видимом диапазоне спектра. В результате синтеза получены покрытия, состоящие из слоев неравной и некратной толщины. Показано, что многослойные неравнотолщинные покрытия на базе диэлектрических слоев обеспечивают постоянство коэффициента отражения (пропускания) в рассматриваемом спектральном диапазоне в заданном интервале углов падающего излучения. Приведены результаты моделирования оптической системы, подтверждающие корректность ее работы при наличии разработанных интерференционных покрытий.
Ключевые слова: световодный комбинер, интерференционные покрытия, диэлектрические слои, непоглощающие слои, коэффициент отражения, диапазон углов падения

Список литературы:

 

  1. Rolland J. P., Hua H. Head-mounted display systems // Encyclopedia of Optical Engineering. 2005. P. 1—13.
  2. Cheng D. et al. Design of an optical see-through head-mounted display with a low f-number and large field of view using a freeform prism // Appl. Optics. 2009. Vol. 48, N 14. P. 2655—2668.
  3. Talha M. M. et al. Design, tolerancing and stray light analyses of a freeform HMD optical system // Optik. 2010. Vol. 121, N 8. P. 750—755.
  4. Amitai Y. Extremely compact high‐performance HMDs based on substrate-guided optical element // SID Symp. Digest of Technical Papers. 2004. Vol. 35, N 1. P. 310—313.
  5. Cheng D., Hou Q., Wang Y.Stray light and tolerance analysis of an ultrathin waveguide display //Appl. Optics. 2015. Vol. 54, N 28. P. 8354—8362.
  6. Hou Q., Wang Q., Wang Y. Geometrical waveguide in see-through head-mounted display: A review // Proc. SPIE. 2016. Vol. 10021. P. 100210C-1—100210C-8.
  7. Kress B., Shin M. Diffractive and holographic optics as optical combiners in head mounted displays // Proc. of the ACM Conf. on Pervasive and Ubiquitous Computing Adjunct Publication. New York, 2013. P. 1479—1482.
  8. Kasai I. et al. A practical see-through head mounted display using a holographic optical element // Optical Rev. 2001. Vol. 8, N 4. P. 241—244.
  9. Kress B., Cummings W. J. Optical architecture of HoloLens mixed reality headset // Proc. SPIE. 2017. Vol. 10335. P. 103350K—103350K-10.
  10.  Cheng D., Hou Q., Qiwei W.et al. Design of an ultra-thin near-eye display with geometrical waveguide and freeform optics // Optics Express. 2014. Vol. 22, N 17. P. 20705—20719.
  11.  Xu M., Hua H. Ultrathin optical combiner with microstructure mirrors in augmented reality // Proc. SPIE. 2018. Vol. 10676. P. 1067614-1—1067614-15.
  12.  Романова Г. Э., Васильев В. Н., Конева Т. А. Проектирование оптической системы дополненной реальности на базе световодного комбинера // Оптический журн. 2019. Т. 86, № 9. С. 25—29.
  13.  Губанова Л. А., Путилин Э. С. Оптические покрытия. СПб: Лань, 2016. 268 с.
  14.  Тихонравов А. В., Трубецков М. К. OptiLayer [Электронный ресурс]: <https://www.optilayer.com/>.