Optical Waveguides៖ 'ផ្លូវនៃពន្លឺ' ពីបន្ទះសៀគ្វី Photonic ទៅវ៉ែនតា AR

នៅក្នុងវ៉ែនតា AR មគ្គុទ្ទេសក៍រលកអុបទិកគឺជាសមាសធាតុអុបទិកស្នូលដែលកំណត់បទពិសោធន៍នៃការបង្ហាញ។ វាបញ្ជូនរូបភាពដែលបង្កើតដោយម៉ាស៊ីនអុបទិកចូលទៅក្នុងកញ្ចក់ ហើយដឹកនាំវាឆ្ពោះទៅភ្នែករបស់អ្នកប្រើតាមរយៈរចនាសម្ព័ន្ធជាក់លាក់មួយ ខណៈពេលដែលរក្សាភាពថ្លានៃកែវដើម្បីឱ្យអ្នកប្រើប្រាស់អាចមើលទាំងពិភពពិត និងព័ត៌មាននិម្មិតក្នុងពេលដំណាលគ្នា។

មគ្គុទ្ទេសក៍រលកអុបទិកមិនមានប្រភពដើមជាមួយនឹងការមកដល់នៃ AR ទេ។ នៅក្នុងវិស័យដូចជាបន្ទះឈីប photonic និងទំនាក់ទំនងអុបទិក ឧបករណ៍ដូចជា modulators ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា និង beam splitter ក៏ពឹងផ្អែកលើ waveguides ដើម្បីបញ្ជូនសញ្ញាអុបទិកផងដែរ។ ប្រសិនបើការភ្ជាប់គ្នារវាងលោហៈដើរតួនាទីជាផ្លូវសម្រាប់សញ្ញាអគ្គិសនី មគ្គុទ្ទេសក៍រលកអុបទិកដើរតួជាបណ្តាញសម្រាប់សញ្ញាអុបទិក - ភាពខុសគ្នាគឺថាពន្លឺពឹងផ្អែកលើភាពខុសគ្នានៃសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរ និងព្រំដែនធរណីមាត្រដើម្បីរារាំងផ្លូវនៃការសាយភាយរបស់វា។

ដោយមិនគិតពីថាតើពួកវាជាធរណីមាត្រ ក្រឡាផ្ទៃរលោង ឬជាមគ្គុទ្ទេសក៍រលកកម្រិតសំឡេង គោលបំណងនៃមគ្គុទ្ទេសក៍រលកអុបទិកដែលប្រើក្នុងវ៉ែនតា AR គឺដើម្បីដឹកនាំពន្លឺទៅក្នុងភ្នែកមនុស្សតាមផ្លូវដែលបានរចនា។

ខ្លឹមសារនៃមគ្គុទ្ទេសក៍រលក៖ ការរចនាផ្លូវដែលអាចគ្រប់គ្រងបានសម្រាប់ពន្លឺ

មុខងារស្នូលនៃមគ្គុទ្ទេសក៍រលកអុបទិកគឺដើម្បីបង្ខាំងការសាយភាយពន្លឺទៅកាន់តំបន់ជាក់លាក់មួយ។

នៅក្នុងបន្ទះសៀគ្វី photonic មគ្គុទ្ទេសក៍រលកអាចត្រូវបានផលិតចេញពីវត្ថុធាតុដូចជាស៊ីលីកុនស៊ីលីកុននីត្រាត InP ឬលីចូម niobate ។ នៅក្នុងវ៉ែនតា AR មគ្គុទ្ទេសក៍រលកអុបទិកជាធម្មតាត្រូវបានផ្សំឡើងដោយកញ្ចក់ឬជ័រដែលមានសន្ទស្សន៍ចំណាំងផ្លាតខ្ពស់ ទោះបីជាក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ ស៊ីលីកុនកាបៃ (SiC) ក៏បានចាប់ផ្តើមប្រើជាសម្ភារៈស្រទាប់ខាងក្រោមសម្រាប់មគ្គុទ្ទេសក៍រលកអុបទិកដោយប្រើប្រាស់ក្រឡាចត្រង្គ ឬរចនាសម្ព័ន្ធឆ្លុះដើម្បីសម្រេចបាននូវពន្លឺក្នុងគូ និង ការភ្ជាប់ខាងក្រៅ។

មគ្គុទ្ទេសក៍រលកគ្រប់គ្រងមិនត្រឹមតែផ្លូវអុបទិកប៉ុណ្ណោះទេ ថែមទាំងការចែកចាយពន្លឺផងដែរ ដែលកំណត់កន្លែងដែលពន្លឺសាយភាយ របៀបដែលវាត្រូវបានប្តូរទិស និងបំបែក និងរបៀបដែលវាចូលដល់ភ្នែកមនុស្ស។

មគ្គុទ្ទេសក៍រលកដ៏ល្អឥតខ្ចោះត្រូវតែសម្រេចបាននូវការបាត់បង់ទាប ប្រសិទ្ធភាពនៃការភ្ជាប់ខ្ពស់ និងឯកសណ្ឋានល្អ ខណៈពេលដែលវាសាកសមសម្រាប់ផលិតកម្មដ៏ធំផងដែរ។

របៀបដែល Waveguides កំណត់ពន្លឺ៖ ការឆ្លុះបញ្ចាំងខាងក្នុងសរុប និងរបៀប

មគ្គុទ្ទេសក៍រលកអុបទិកកំណត់ការសាយភាយនៃពន្លឺដោយមធ្យោបាយនៃការឆ្លុះបញ្ចាំងខាងក្នុងសរុប។

នៅពេលដែលពន្លឺធ្វើដំណើរពីសម្ភារៈសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរខ្ពស់ឆ្ពោះទៅរកវត្ថុធាតុសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរទាប ហើយមុំនៃឧប្បត្តិហេតុលើសពីមុំសំខាន់ ពន្លឺត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំងទាំងស្រុងត្រឡប់ទៅក្នុងសម្ភារៈសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរខ្ពស់វិញ។ បាតុភូតនេះបង្កើតជាមូលដ្ឋាននៃរលកមគ្គុទ្ទេសក៍។

ភាពផ្ទុយគ្នានៃសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរធំជាងនេះនាំឱ្យមានការបង្ខាំងវាលអុបទិកខ្លាំងជាងមុន ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានមគ្គុទ្ទេសក៍រលកតូចជាង។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការបង្ខាំងខ្លាំងពេកក៏ធ្វើឱ្យមគ្គុទ្ទេសក៍រលកកាន់តែមានភាពរសើបចំពោះភាពមិនល្អឥតខ្ចោះនៃការផលិត និងបង្កើនការខាតបង់ដែលខ្ចាត់ខ្ចាយ។

គួរកត់សម្គាល់ថាសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរកំណត់ដោយផ្ទាល់នូវដែនកំណត់ខាងលើនៃទិដ្ឋភាព (FOV) សម្រាប់វ៉ែនតា AR ។ ការបង្កើនសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរនៃសម្ភារៈ waveguide ពង្រីកជួរនៃមុំផ្សព្វផ្សាយពន្លឺដែលគាំទ្រ ដោយហេតុនេះបង្កើតសក្តានុពលសម្រាប់ការរចនាជាមួយនឹងទិដ្ឋភាពកាន់តែទូលំទូលាយ។ ជាឧទាហរណ៍ សមា្ភារៈសន្ទស្សន៍ចំណាំងផ្លាតខ្ពស់ ជាទូទៅមានអំណោយផលដល់ការសម្រេចបាននូវប្រព័ន្ធរលកសញ្ញាជាមួយ FOV ធំ។ នេះគឺជាហេតុផលសំខាន់ដែលស៊ីលីកុនកាបូន (SiC ដែលមានសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរប្រហែល 2.6) បានទាក់ទាញការយកចិត្តទុកដាក់យ៉ាងខ្លាំង។

ពន្លឺ​មិន​សាយភាយ​តាម​អំពើ​ចិត្ត​ក្នុង​រលក​មគ្គុទ្ទេសក៍​ទេ។ និយាយឱ្យសាមញ្ញ មិនមែនគ្រប់ពន្លឺដែលចូលទៅក្នុងមគ្គុទ្ទេសក៍រលកអាចបន្តសាយភាយបានយ៉ាងស្ថិតស្ថេរនោះទេ។ មានតែការចែកចាយវាលអេឡិចត្រូម៉ាញេទិកដែលបំពេញលក្ខខណ្ឌព្រំដែនជាក់លាក់ប៉ុណ្ណោះដែលអាចធ្វើដំណើរក្នុងចម្ងាយឆ្ងាយ។ ស្ថានភាពស្ថិរភាពទាំងនេះត្រូវបានគេស្គាល់ថាជា 'modes.' របៀបបន្តពូជខុសៗគ្នាមានការចែកចាយវាលអគ្គិសនី និងថេរនៃការបន្តពូជខុសៗគ្នា។ ដោយសារបញ្ហា crosstalk ឬឯកសណ្ឋានអាចកើតឡើងរវាងរបៀបច្រើន ការគ្រប់គ្រងរបៀបគឺជាកត្តាសំខាន់ក្នុងការរចនា AR waveguide។

នៅក្នុងការបង្ហាញ AR ការគ្រប់គ្រងមុខងារប៉ះពាល់ដោយផ្ទាល់ទៅលើភាពស្មើគ្នានៃពន្លឺ និងការអនុវត្តពណ៌។

តើការខាតបង់អុបទិកកើតឡើងនៅកន្លែងណានៅក្នុងការណែនាំរលក

waveguides ពិតប្រាកដបង្ហាញការខាតបង់ដោយជៀសមិនរួច ជាចម្បងនៃបួនប្រភេទ៖

1. ការស្រូបយកសម្ភារៈ៖ ការបាត់បង់ថាមពលពន្លឺដែលបណ្តាលមកពីលក្ខណៈនៃការស្រូបចូល និងភាពមិនបរិសុទ្ធរបស់សម្ភារៈ។

2. ការបាត់បង់ការខ្ចាត់ខ្ចាយ៖ ការខ្ចាត់ខ្ចាយពន្លឺដែលបណ្តាលមកពីភាពរដុបនៃជញ្ជាំងចំហៀង និងគម្លាតវិមាត្រក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការផលិត។ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រមីក្រូនិងណាណូ - ដូចជារយៈពេលក្រឡាចត្រង្គ ជម្រៅនៃការឆ្លាក់ និងភាពរដុបនៃជញ្ជាំងចំហៀងនៅក្នុង AR waveguides - ប៉ះពាល់ដោយផ្ទាល់ទៅលើប្រសិទ្ធភាពនៃការបំភាយ ឯកសណ្ឋាន និងការអនុវត្តពណ៌។

3. ការបាត់បង់ការពត់កោង៖ នៅពេលដែលកាំពត់តូចពេក ពន្លឺខ្លះបញ្ចេញទៅខាងក្រៅ។

4. ការបាត់បង់គូស្វាម៉ីភរិយា៖ ការខាតបង់កើតឡើងដោយសារតែភាពមិនស៊ីគ្នានៃទំហំទម្រង់ មុំ ឬស្ថានភាពប៉ូលឡាសៀ នៅពេលពន្លឺផ្លាស់ប្តូរពីរចនាសម្ព័ន្ធមួយទៅរចនាសម្ព័ន្ធមួយទៀត (ឧ. ម៉ាស៊ីនអុបទិកទៅមគ្គុទ្ទេសក៍រលក ឬមគ្គុទ្ទេសក៍រលកទៅរចនាសម្ព័ន្ធភ្ជាប់ចេញ) ។

គន្លឹះមួយក្នុងការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវប្រសិទ្ធភាពអុបទិកនៃវ៉ែនតា AR គឺកាត់បន្ថយការខាតបង់នៅទូទាំងផ្លូវអុបទិកទាំងមូល៖ ពីម៉ាស៊ីនពន្លឺ តាមរយៈការបញ្ចូល ការបន្តពូជ និងការកាត់ចេញទៅកាន់ភ្នែកមនុស្ស។

សម្រួលដល់ការចូល និងចេញដោយរលូននៃពន្លឺចូល និងក្រៅ មគ្គុទ្ទេសក៍រលក៖ ការបញ្ចូល និងបញ្ចោញ

នៅក្នុង AR optical waveguides, light coupling-in and coupling-out គឺជាបច្ចេកវិទ្យាស្នូល៖

1. មគ្គុទ្ទេសក៍រលកអុបទិកឌីផេរ៉ង់ស្យែលប្រើក្រឡាចត្រង្គដើម្បីផ្លាស់ប្តូរទិសដៅនៃពន្លឺ។

2. មគ្គុទ្ទេសក៍រលកអុបទិកធរណីមាត្រប្រើរចនាសម្ព័ន្ធឆ្លុះបញ្ចាំងដើម្បីប្តូរទិសផ្លូវអុបទិក។

3. Volume holographic waveguides ប្រើធាតុ holographic ដើម្បីគ្រប់គ្រងការសាយភាយពន្លឺ។

ខ្លឹមសារនៃបច្ចេកវិជ្ជាទាំងនេះស្ថិតនៅក្នុងការបើកការបំប្លែងទម្រង់ប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់សម្រាប់ពន្លឺ។

លក្ខណៈវិនិច្ឆ័យវាយតម្លៃវិស្វកម្ម Waveguide

ការវាយតម្លៃលទ្ធភាពជោគជ័យនៃរលកមគ្គុទ្ទេសក៍តម្រូវឱ្យមានការវាយតម្លៃយ៉ាងទូលំទូលាយនៃកត្តាខាងក្រោម៖

1. ការបាត់បង់ការបន្តពូជ៖ ការថយចុះថាមពលអុបទិកក្នុងមួយឯកតាប្រវែង។

2. ប្រសិទ្ធភាពនៃការផ្គូផ្គង៖ ប្រសិទ្ធភាពនៃពន្លឺចូល និងចេញពីប្រព័ន្ធ ដែលជះឥទ្ធិពលដោយផ្ទាល់ទៅលើពន្លឺដែលមើលឃើញដោយភ្នែក។

3. ការបាត់បង់ពត់កោង៖ ការវាយតម្លៃនៃស្ថេរភាពអុបទិករបស់រចនាសម្ព័ន្ធរលកក្នុងការរចនាដែលមានទម្រង់ស្តើង ឬផ្ទៃកោង។

4. ការគ្រប់គ្រងរបៀប និងបន្ទាត់រាងប៉ូល៖ កត្តាដែលជះឥទ្ធិពលលើការបង្ហាញឯកសណ្ឋាន ដំណើរការពណ៌ និងស្ថេរភាពប្រព័ន្ធ ដែលត្រូវតែត្រូវបានពិចារណាដោយភ្ជាប់ជាមួយនឹងការរចនាមគ្គុទ្ទេសក៍រលក។

5. ភាពអត់ធ្មត់ក្នុងការផលិត៖ ភាពអាចគ្រប់គ្រងបាននៃកត្តាដូចជា កំហុស lithography គម្លាតនៃការឆ្លាក់ និងការប្រែប្រួលនៃកម្រាស់ខ្សែភាពយន្ត។

នៅក្នុងការសន្និដ្ឋាន

មិនថានៅក្នុងបន្ទះសៀគ្វី photonic ឬអេក្រង់ AR ទេ មុខងាររបស់អុបទិក waveguides គឺដើម្បីគ្រប់គ្រងផ្លូវនៃការសាយភាយនៃពន្លឺ។

ជាមួយនឹងការវិវត្តជាបន្តបន្ទាប់នៃវិធីសាស្រ្តបច្ចេកទេសផ្សេងៗ - ដូចជាមគ្គុទ្ទេសក៍រលកអុបទិកធរណីមាត្រ បន្ទះជំនួយលើផ្ទៃ និង មគ្គុទ្ទេសក៍រលកកម្រិតសំឡេង - និងការផ្លាស់ប្តូរសម្ភារៈថ្មីៗដូចជាស៊ីលីកុនកាបូនពីមន្ទីរពិសោធន៍ទៅជាកម្មវិធីវិស្វកម្ម បច្ចេកវិទ្យារលកអុបទិកកំពុងឈានចូលដំណាក់កាលថ្មីនៃការប្រកួតប្រជែង។ ដំណាក់កាលនេះរំកិលហួសពីការខិតខំប្រឹងប្រែងតែមួយគត់នៃការអនុវត្តអុបទិកទៅកាន់ការប្រកួតប្រជែងដ៏ទូលំទូលាយដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការអនុវត្ត ការចំណាយ ទិន្នផល និងសមត្ថភាពផលិតដ៏ធំ។

ប្រភព៖ ចងក្រងដោយ Pingsheng Semiconductor និង Aibang Zhizao