[發明專利]一種光波導基于視場角在K域的計算方法及衍射光波導

有效

• 申請號: 202211364344.1
• 申請日: 2022-11-02
• 公開（公告）號: CN115586641B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 徐王仙;史瑞;李惠達;李曉軍
• 申請（專利權）人: 廣納四維（廣東）光電科技有限公司
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00;G02B6/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 蔡舒野

本發明公開了一種光波導基于視場角在K域的計算方法及衍射光波導，獲取入射光波在衍射光波導內傳播的K域邊界，確定K域圖；獲取入射光波投影在K域圖中的初始視場；根據初始視場、K域邊界和入射光波在入射光柵中的衍射參量，確定入射光波的耦入視場角；根據耦入視場角、K域邊界和入射光波在中繼光柵中的衍射參量，確定入射光波的中繼視場角；根據中繼視場角、K域邊界和入射光波在耦出光柵中的衍射參量，確定入射光波經耦出光柵耦出衍射光波導基底后的耦出視場角，對衍射光波導的K域圖可視化分析，利用衍射光波導的基底邊界，集合算法得出衍射光波導的K域圖，利用該方法糾正了K域圖誤差，提高了視場角在K域圖中的計算精度。

技術領域

本發明實施例涉及顯示技術領域，尤其涉及一種光波導基于視場角在K域的計算方法及衍射光波導。

背景技術

增強現實(AR)(Augmented Reality，AR)技術近年來正在進行快速的發展和商業化。對于AR應用，光波導主要作為一種光學組合器，將來自虛擬圖像的光與環境光結合起來，因此允許觀看者在現實世界的意義上看到虛擬圖像。衍射波導作為最有利的解決方案之一，最近引起了人們的關注，即通過使光線在波導內部全反射傳播，可以將顯示模塊設計更輕薄。衍射波導光柵區一般由耦入光柵、中繼光柵和耦出光柵組成。即用于AR的透明光波導光可以在TIR(全反射)下傳播，并在耦出光柵作用下耦合入人眼，目前使用的可視化工具中，K域的圖解方法系統仿真光線各個參數對衍射光波導視場角(Field of View，FOV)的影響，即用于特定光波導分布的耦合條件成為科研界和工業界常用的分析方法。

而目前的K域圖解對于波導未進入基底傳播的視場角部分未進行修正，導致在下一個光柵的傳播K域圖顯示存在較大偏差，最終導致分析結果誤差較大。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供一種光波導基于視場角在K域的計算方法及衍射光波導，該方法通過對衍射光波導的K域圖可視化分析，利用衍射光波導的基底邊界，集合算法可準確得出衍射光波導的K域圖，可以糾正現有的K域圖誤差，提高視場角在K域圖中的計算精度。

第一方面，本發明實施例提供了一種光波導基于視場角在K域的計算方法，應用在衍射光波導的光波分析中，所述計算方法包括：

獲取入射光波在衍射光波導內傳播的K域邊界，確定所述衍射光波導的K域圖；

獲取所述入射光波投影在所述K域圖中的初始視場；所述初始視場的參量包括所述入射光波在所述K域圖的初始坐標和初始視場視野；

根據所述初始視場、所述K域邊界和所述入射光波在入射光柵中的衍射參量，確定所述入射光波經耦入光柵耦入衍射光波導后的耦入視場角；

根據所述耦入視場角、所述K域邊界和所述入射光波在中繼光柵中的衍射參量，確定所述入射光波經中繼光柵傳播后的中繼視場角；

根據所述中繼視場角、所述K域邊界和所述入射光波在耦出光柵中的衍射參量，確定所述入射光波經耦出光柵耦出所述衍射光波導基底后的耦出視場角；

其中，所述耦出視場角為所述入射光波經所述衍射光波導衍射后在K域圖中的實際視場角。

可選的，獲取入射光波在衍射光波導內傳播的K域邊界，確定所述衍射光波導的K域圖，包括：

根據空氣折射率，確定所述入射光波在所述衍射光波導內部的第一K域邊界；

根據所述衍射光波導的基底折射率，確定所述入射光波在所述衍射光波導內部的第二K域邊界；

根據所述第一K域邊界和所述第二K域邊界，確定衍射光波導的K域圖。

可選的，獲取所述入射光波投影在所述K域圖中的初始視場，包括：

根據所述K域邊界和所述入射光波在K域圖中的波矢參數，確定所述入射光波投影在K域圖中的初始坐標；