基于全色全息透镜的增强现实系统

作     者：杨雨桦 何龙 邓林宵 朱立全 顾春 许立新 Yang Yu-Hua;He Long;Deng Lin-Xiao;Zhu Li-Quan;Gu Chun;Xu Li-Xin

作者机构：中国科学技术大学核探测与核电子学国家重点实验室合肥230026 中国科学技术大学光学与光学工程系合肥230026 安徽省先进激光技术实验室合肥230026 

基　　金：国家重点研发计划(批准号:2021YFF0307804)资助的课题 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2023年第72卷第11期

页      码：204-213页

摘      要：全息透镜是一种通过全息波前记录制作的成像元件.由于其形状因子小、波长和角度选择性等优势,在增强现实(augmented reality,AR)领域有着很好的应用前景.全色全息透镜的制作与成像过程分析是当前的难点.通过标量衍射理论推导了离轴全息透镜的共轭成像方程,分析了现有成像系统中的畸变和像散问题.此外,通过k矢量圆和光线追迹相结合的几何光学方法模拟了一个视场角为18°,眼盒为10 mm的AR系统,通过干涉曝光实验制作了全色全息透镜,其平均峰值衍射效率为56.7%,达到国际较高水平.将激光微投与全息透镜相结合,搭建了AR系统原型,得到了系统的畸变和像散效果实验效果,与模拟的情况相一致.并测量了系统的MTF参数,其清晰度基本满足人眼的分辨率需求.对于单色成像,提出了添加柱面透镜的方式,保证子午面和弧矢面的光焦度一致以消除像散;提出了设计自由形式的波前记录方式以消除畸变.对于全色成像,提出了记录过程中预先补偿的方法,以解决3个颜色通道之间图像不重合的问题.

主 题 词：全息光学元件 激光显示 近眼显示 增强现实 

学科分类：070207[070207] 07[理学] 08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 0803[工学-仪器类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.7498/aps.72.20222388

馆 藏 号：203122280...