Оптик долгионы хөтлүүр: Фотоник чипээс AR нүдний шил хүртэлх 'Гэрлийн зам'

AR нүдний шилний хувьд оптик долгионы хөтөч нь дэлгэцийн туршлагыг тодорхойлдог гол оптик бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Энэ нь оптик хөдөлгүүрээр үүсгэсэн дүрсийг линз рүү шилжүүлж, тодорхой бүтцээр дамжуулан хэрэглэгчийн нүд рүү чиглүүлэхийн зэрэгцээ линзний ил тод байдлыг хадгалахын зэрэгцээ бодит ертөнц болон виртуал мэдээллийг нэгэн зэрэг үзэх боломжийг олгодог.

Оптик долгионы хөтлүүр нь AR гарч ирснээр үүссэнгүй. Фотоник чип, оптик холбоо зэрэг салбарт модулятор, детектор, цацраг задлагч гэх мэт төхөөрөмжүүд нь оптик дохиог дамжуулахын тулд долгионы хөтөч дээр тулгуурладаг. Хэрэв металл холболтууд нь цахилгаан дохионы зам болж өгдөг бол оптик долгионы хөтлүүр нь оптик дохионы сувгийн үүрэг гүйцэтгэдэг - ялгаа нь гэрэл хугарлын индексийн ялгаа ба геометрийн хил хязгаарт тулгуурлан тархалтын замыг хязгаарладаг.

Эдгээр нь геометрийн, гадаргуугийн рельефийн сараалж эсвэл эзэлхүүний голограф долгионы хөтлүүр байхаас үл хамааран AR нүдний шилэнд ашигладаг оптик долгионы хөтлүүрүүдийн зорилго нь хүний ​​нүд рүү гэрэлтсэн замыг чиглүүлэх явдал юм.

Долгион хөтчийн мөн чанар: гэрлийн удирдаж болох замыг төлөвлөх

Оптик долгионы хөтчийн үндсэн үүрэг нь тодорхой бүс нутагт гэрлийн тархалтыг хязгаарлах явдал юм.

Фотоник чипүүдэд долгионы хөтлүүр нь цахиур, цахиурын нитрид, InP эсвэл литийн ниобат зэрэг материалаар хийгдсэн байж болно; AR нүдний шилний хувьд оптик долгионы хөтлүүр нь ихэвчлэн хугарлын өндөр индекстэй шил эсвэл давирхайгаас бүрддэг боловч сүүлийн жилүүдэд цахиурын карбидыг (SiC) гэрлийг холбох болон гадагшлуулахын тулд сараалж эсвэл цацруулагч бүтцийг ашиглан дифракцийн оптик долгионы хөтлүүрийн субстрат материал болгон ашиглаж эхэлсэн.

Долгион хөтлүүр нь зөвхөн оптик замыг төдийгүй гэрлийн талбайн тархалтыг хянадаг бөгөөд энэ нь гэрэл хаана тархах, түүнийг хэрхэн чиглүүлэх, хуваах, эцэст нь хүний ​​нүдэнд хэрхэн орохыг тодорхойлдог.

Маш сайн долгион хөтлүүр нь нэгэн зэрэг бага алдагдал, өндөр холболтын үр ашиг, сайн жигд байдлыг хангахын зэрэгцээ бөөнөөр үйлдвэрлэхэд тохиромжтой байх ёстой.

Долгион хөтлүүр гэрлийг хэрхэн хязгаарладаг вэ: Нийт дотоод тусгал ба горимууд

Оптик долгионы хөтлүүр нь гэрлийн тархалтыг бүрэн дотоод тусгалаар хязгаарладаг.

Гэрэл өндөр хугарлын илтгэгч материалаас бага хугарлын илтгэгч материал руу шилжиж, тусгалын өнцөг нь эгзэгтэй өнцгөөс хэтэрсэн тохиолдолд гэрэл бүхэлдээ хугарлын өндөр илтгэгчтэй материалд буцаж тусна. Энэ үзэгдэл нь долгионы хөтлүүрийн үндэс суурийг бүрдүүлдэг.

Илүү том хугарлын илтгэгч тодосгогч нь илүү хүчтэй оптик талбайн хязгаарлагдмал байдлыг бий болгож, жижиг долгионы хөтлүүрийг бий болгодог. Гэсэн хэдий ч хэт хүчтэй тусгаарлалт нь долгионы дамжуулагчийг үйлдвэрлэлийн согогуудад илүү мэдрэмтгий болгож, тархалтын алдагдлыг нэмэгдүүлдэг.

Хугарлын индекс нь AR нүдний шилний харааны талбайн дээд хязгаарыг (FOV) шууд тодорхойлдог гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Долгион хөтлүүрийн материалын хугарлын илтгэгчийг нэмэгдүүлэх нь дэмжигдсэн гэрлийн тархалтын өнцгийн хүрээг өргөжүүлж, улмаар илүү өргөн хүрээтэй харагдахуйц дизайн хийх боломжийг бий болгодог. Жишээлбэл, хугарлын өндөр индекстэй материалууд нь ерөнхийдөө том FOV бүхий долгион хөтлүүрийн системд хүрэхэд илүү тохиромжтой байдаг; Энэ нь цахиурын карбид (SiC, хугарлын илтгэгч ойролцоогоор 2.6) ихээхэн анхаарал татсан гол шалтгаан юм.

Долгион хөтлүүр дотор гэрэл дур зоргоороо тархдаггүй. Энгийнээр хэлбэл, долгион хөтлүүрт орж буй гэрлийн туяа бүр тогтвортой тархаж чаддаггүй; Зөвхөн тодорхой хилийн нөхцлийг хангасан цахилгаан соронзон орны тархалтууд л хол зайд явж болно. Эдгээр тогтвортой төлөвүүдийг 'горим' гэж нэрлэдэг. Янз бүрийн тархалтын горимууд нь тодорхой цахилгаан орны хуваарилалт ба тархалтын тогтмолуудыг эзэмшдэг. Олон горимын хооронд харилцан яриа эсвэл жигд байдлын асуудал үүсч болох тул горимын хяналт нь AR долгионы хөтлүүрийн дизайны чухал хүчин зүйл юм.

AR дэлгэцийн горимын удирдлага нь гэрэлтүүлгийн жигд байдал, өнгөний гүйцэтгэлд шууд нөлөөлдөг.

Долгионы дамжуулагчийн оптик алдагдал хаана тохиолддог вэ

Бодит долгионы хөтлүүр нь үндсэндээ дөрвөн төрлийн алдагдалтай байдаг.

1. Материалын шингээлт: Материалын шингээлтийн шинж чанар, хольцын улмаас үүссэн гэрлийн энергийн алдагдал.

2. Тархалтын алдагдал: Үйлдвэрлэлийн явцад хажуугийн тэгш бус байдал, хэмжээсийн хазайлтын улмаас үүссэн гэрлийн сарнилт. AR долгионы хөтлүүр дэх сараалжтай үе, сийлбэрийн гүн, хажуугийн тэгш бус байдал гэх мэт бичил болон нано үйлдвэрлэлийн параметрүүд нь дифракцийн үр ашиг, жигд байдал, өнгөний гүйцэтгэлд шууд нөлөөлдөг.

3. Гулзайлтын алдагдал: Гулзайлтын радиус хэтэрхий бага үед зарим гэрэл гадагшаа цацрдаг.

4. Холболтын алдагдал: Гэрэл нэг бүтцээс нөгөөд шилжих үед горимын хэмжээ, өнцөг, туйлшралын төлөвийн таарамжгүй байдлаас болж алдагдал үүсдэг (жишээлбэл, оптик хөдөлгүүрээс долгион хөтлүүр рүү, эсвэл долгион хөтлүүрээс гадуур холболтын бүтэц рүү).

AR нүдний шилний оптик үр ашгийг дээшлүүлэх гол түлхүүрүүдийн нэг нь гэрлийн хөдөлгүүрээс эхлээд холболт, тархалт, холболтоос хүний ​​нүд хүртэлх бүх оптик зам дахь алдагдлыг багасгах явдал юм.

Долгион хөтлүүр рүү гэрлийн орж, гарахад саадгүй туслах: холбох ба салгах

AR оптик долгионы хөтлүүрүүдэд гэрлийн холболт болон холболт нь үндсэн технологи юм:

1. Дифракцийн оптик долгионы хөтлүүр нь гэрлийн чиглэлийг өөрчлөхийн тулд сараалж ашигладаг.

2. Геометрийн оптик долгионы хөтлүүр нь оптик замыг дахин чиглүүлэхийн тулд цацруулагч бүтцийг ашигладаг.

3. Эзлэхүүний голограф оптик долгион хөтлүүр нь гэрлийн тархалтыг хянахын тулд голограф элементүүдийг ашигладаг.

Эдгээр технологийн мөн чанар нь гэрлийн горимыг өндөр үр ашигтайгаар хувиргахад оршино.

Долгион хөтлүүрийн инженерийн үнэлгээний шалгуур

Долгион хөтлүүрийн амьдрах чадварыг үнэлэхийн тулд дараахь хүчин зүйлсийг цогцоор нь үнэлэх шаардлагатай.

1. Тархалтын алдагдал: Нэгж урт тутамд оптик чадлын бууралт.

2. Холболтын үр ашиг: Нүдэнд мэдрэгдэх гэрэлтүүлэгт шууд нөлөөлдөг системд орж гарах гэрлийн үр ашиг.

3. Гулзайлтын алдагдал: Нимгэн профиль эсвэл муруй гадаргуутай загварт долгион хөтлүүрийн бүтцийн оптик тогтвортой байдлын үнэлгээ.

4. Горим ба туйлшралын хяналт: Дэлгэцийн жигд байдал, өнгөний гүйцэтгэл, системийн тогтвортой байдалд нөлөөлөх хүчин зүйлүүд нь долгион хөтлүүрийн загвартай хамт авч үзэх ёстой.

5. Үйлдвэрлэлийн хүлцэл: Литографийн алдаа, сийлбэрийн хазайлт, хальсны зузаанын өөрчлөлт зэрэг хүчин зүйлсийг хянах боломжтой.

Дүгнэж хэлэхэд

Фотоник чип эсвэл AR дэлгэц дээр байгаа эсэхээс үл хамааран оптик долгионы хөтчийн үүрэг нь гэрлийн тархалтын замыг хянах явдал юм.

Геометрийн оптик долгион хөтлүүр, гадаргуугийн рельефийн сараалж, эзэлхүүний голограф долгион хөтлүүр гэх мэт янз бүрийн техникийн аргуудын тасралтгүй хувьсал өөрчлөгдөж, цахиурын карбид зэрэг шинэ материалууд лабораториос инженерийн хэрэглээнд шилжсэнээр оптик долгионы технологи нь өрсөлдөөний шинэ шатанд орж байна. Энэ үе шат нь оптик гүйцэтгэлийн цорын ганц эрэл хайгуулаас гадна гүйцэтгэл, өртөг, гарц, массын үйлдвэрлэлийн чадавхийг хамарсан цогц өрсөлдөөнд шилждэг.

Эх сурвалж: Pingsheng Semiconductor, Aibang Zhizao нар эмхэтгэсэн