二维全息波导元件转折全息图及曝光的方法与流程

本发明涉及全息光学的，尤其涉及一种二维全息波导元件转折全息图及曝光的方法。

背景技术：

1、波导全息光学元件是新型平显和头显的核心元件，已经被bae等公司运用于研制平显和头显，含有全息波导光学元件的头显光学系统结构小巧、重量轻、出瞳大，有很大的显示性能优势。

2、波导全息技术实际上是波导技术和全息技术的结合。波导全息光学元件的工作原理如图1所示，像源方向的光线透过波导板照射到输入全息图上，衍射后改变方向，在波导板内做连续的全反射传输。当光线传输到输出全息图的时候，由于全息图的衍射作用，使光线改变方向，打破了全反射条件，从表面透射出来，而被人眼观察到。如果输出全息图的衍射效率小于100％，那么输出全息图在这里就能实现分光作用，光线的一部分发生衍射，改变角度透射出去，剩余的光继续在波导板内进行全反射，在第二次到达输出全息图时，同样地透射一部分，反射一部分。如此类推，就可以实现光在多点的输出，扩大了出瞳，使观察范围更大。这种全息波导元件的全息图布局如图2所示，其出瞳扩展的情况如图3所示。

3、上述二维扩展全息波导构型中转折全息图光栅平面是倾斜面，与记录介质表面的夹角为锐角。这种转折全息图在制作时需要用两束激光曝光，激光光束需要由特制的棱镜导入导出。针对不同的传输角α、转折角β和记录介质折射率n，需要设计加工不同的特制棱镜，成本较高，不够灵活。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供的一种二维全息波导元件转折全息图及曝光的方法，转折全息图在制作时需要用两束激光曝光，激光光束不需要任何棱镜导入导出，直接在空气中照射记录介质即可，针对不同的传输角α、转折角β和记录介质折射率n，只需要调整空气中的照射角度，成本低，非常灵活。

2、一种二维全息波导元件转折全息图及曝光的方法，其方法包括：

3、获取二维全息波导元件传输角α、转折角β、记录介质和输入的第一光线；

4、曝光制作全息图，包括，同时发射沿基板z轴对称的第一曝光光线5和第二曝光光线6，生成所述全息图；

5、设计制作光路并确定与z轴的夹角θ；

6、确定所述第一光线在空气中的夹角δ；

7、根据所述夹角δ以输出全息图。

8、有益效果

9、本发明不需要任何棱镜，直接在空气中用激光照射记录介质即可制作转折全息图。针对不同的传输角α、转折角β和记录介质折射率n，只需要调整空气中的照射角度，成本低，非常灵活。

技术特征：

1.一种二维全息波导元件转折全息图及曝光的方法，其特征在于，其方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设计制作光路并确定与z轴的夹角θ，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据全息理论确定夹角θ，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述第一光线在空气中的夹角δ，包括：根据所述传输角α、转折角β、记录介质和夹角θ所确定。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定所述第一光线在空气中的夹角δ，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述夹角δ以输出最终全息图，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述记录介质为铬酸铵明胶。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，二维全息波导元件的传输角α为30°、转折角β为45°、折射率n为1.57和衍射峰值波长为532nm。

技术总结
本发明的二维全息波导元件转折全息图及曝光的方法，在制作时需要用两束激光曝光，激光光束需要由特制的棱镜导入导出。针对不同的传输角α、转折角β和记录介质折射率n，需要设计加工不同的特制棱镜，成本较高，不够灵活。本发明提出一种二维全息波导元件转折全息图及曝光方法，该转折全息图光栅平面是垂直面，与记录介质表面的夹角为直角。这种转折全息图在制作时需要用两束激光曝光，激光光束不需要任何棱镜导入导出，直接在空气中照射记录介质即可。针对不同的传输角α、转折角β和记录介质折射率n，只需要调整空气中的照射角度，成本低，非常灵活。

技术研发人员：张宁,彭飞,闫占军,李卓,周亮,高阳,刘龙飞
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/5