Научно-технический
«ОПТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ»
издается с 1931 года
 
   
Русский вариант сайта Английский вариант сайта
   
       
   
       
Статьи последнего выпуска

Электронные версии
выпусков начиная с 2008


Алфавитный указатель
2000-2010 гг


444
Архив оглавлений
выпусков 2002-2007 гг


Реквизиты и адреса

Вниманию авторов и рецензентов!
- Порядок публикации
- Порядок рецензирования статей
- Типовой договор
- Правила оформления
- Получение авторского вознаграждения
- Редакционная этика


Контакты

Подписка

Карта сайта




Журнал с 01.12.2015 допущен ВАК для публикации основных результатов диссертаций как издание, входящее в международные реферативные базы систем цитирования (Web Science, Scopus) (см. Vak.ed.gov.ru Перечень журналов МБД 16.03.2018г)

Моделирование и оптимизация оптических схем с композитными голограммными элементами

DOI: 10.17586/1023-5086-2022-89-10-106-117

УДК 681.78

Ссылка для цитирования: Ахметов Д.М., Муслимов Э.Р., Харитонов Д.Ю., Павлычева Н.К., Гуськов И.А., Гильфанов А.Р. Моделирование и оптимизация оптических схем с композитными голограммными элементами // Оптический журнал. 2022. Т. 89. № 10. С. 106–117. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2022-89-10-106-117

 

Дамир Маратович Ахметов1, Эдуард Ринатович Муслимов2, Данила Юрьевич Харитонов3* , Надежда Константиновна Павлычева4, Илья Андреевич Гуськов5, Айдар Рустемович Гильфанов6

1, 3, 5, 6Научно-производственное объединение «Государственный институт прикладной оптики», Казань, Россия

2, 4Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева — КАИ, Казань, Россия

1gipo@telebit.ru             https://orcid.org/0000-0001-5827-2648

2e0123@mail.ru             https://orcid.org/0000-0002-3242-9894

3gipo@telebit.ru             https://orcid.org/0000-0002-1256-4474

4nkpavlych@rambler.ru   https://orcid.org/0000-0001-9395-3967

5gipo@telebit.ru             https://orcid.org/0000-0003-1480-8572

6gipo@telebit.ru             https://orcid.org/0000-0002-2318-0097

Аннотация

Предмет исследования. В данной работе исследуются оптические схемы на основе композитных голограммных элементов, состоящих из нескольких зон с независимо оптимизируемыми параметрами. Цель работы. Рассматриваются обобщённые методики проектирования и моделирования схем для определения параметров композитной голограммы и определения достигаемых с её помощью характеристик оптической схемы. Метод. Методики базируются на применении уравнения Велфорда и теории Когельника для одновременного вычисления аберраций и дифракционной эффективности в нескольких зонах. Основные результаты. В качестве контрольного примера приводится оптическая схема голограммного дисплея дополненной реальности волноводного типа, работающего в диапазоне 480–620 нм с полем зрения 8°ґ6° и выходным зрачком 8 мм. Показано, что за счёт использования предложенных методик при разбиении голограммного элемента на 4 зоны минимальное значение дифракционной эффективности по полю зрения увеличивается на 13,8%, а угловой размер точечной диаграммы уменьшается на 0,4ў. Также продемонстрирован визуальный эффект использования такого элемента в схеме дисплея. Практическая значимость. Полученные результаты позволят проектировать новые оптические системы, отличающиеся повышенной и более равномерной яркостью и пространственным разрешением формируемого изображения при увеличенном поле зрения и расширенном рабочем спектральном диапазоне.

Ключевые слова: композитная голограмма, дополненная реальность, объёмно-фазовая голограмма, дифракционная эффективность, компьютерное моделирование

Благодарность: работа выполнена при поддержке гранта РНФ № 21-79-00082.

Ссылка для цитирования: Ахметов Д.М., Муслимов Э.Р., Харитонов Д.Ю., Павлычева Н.К., Гуськов И.А., Гильфанов А.Р. Моделирование и оптимизация оптических схем с композитными голограммными элементами // Оптический журнал. 2022. Т. 89. № 10. С. 106–117. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2022-89-10-106-117

Коды OCIS: 050.2065, 230.1950, 090.2820.

 

Список источников 

1.    Palmer C, Loewen E. Diffraction gratings handbook. Rochester: Newport Corporation, 2014. 271 p.

2.   Caulfield H.J. Handbook of optical holography. NY: Academic Press, 1979. 654 p.

3.   Гуськов И.А., Муслимов Э.Р., Мельников А.Н., Гильфанов А.Р. Методика расчета голограммного дисплея с учетом дифракционной эффективности объемно-фазовой голограммы // Оптический журнал. 2020. Т. 87 (11). С. 21–30.  https://doi.org/ 10.17586/1023-5086-2020-87-11-21-30 

4.   Muslimov E.R., Pavlycheva N.K., Guskov I.A. Concept of composite holographic optical elements // Photonics Russia. 2020. V. 7. P. 586–599. http://doi.org/10.22184/1993-7296.FRos.2020.14.7.586.599

5.   Muslimov E., Akhmetov D., Kharitonov D., Guskov I., Pavlycheva N.K. Composite waveguide holographic display // International Society for Optics and Photonics. SPIE. 2022. V. 12138. P. 121380S1–121380S11.

6.   Welford W. A vector raytracing equation for hologram lenses of arbitrary shape // Optics communications. 1975. V. 14. P. 322–323. https://doi.org/10.1016/0030-4018(75)90327-2

7.    Kogelnik H. Coupled wave analysis for thick hologram gratings // Bell Syst. Tech. J. 1969. V. 48. P. 2909–2947. http://doi.org/10.1002/j.1538-7305.1969.tb01198.x

8.   Lalanne P. High-order effective-medium theory of subwavelength gratings in classical mounting: application to volume holograms // J. Opt. Soc. Am. A. 1998. V. 15. P. 1843–1851. http://doi.org/10.1364/JOSAA.15.001843

9.   Loukina T. Volume diffraction gratings for optical telecommunications applications: design study for a spectral equalizer // Opt. Eng. 2004. V. 43. № 11. P. 2658. http://doi.org/10.1117/1.1803848

10. Lakshminarayanan V. Zernike polynomials: A guide // Journal of Modern Optics. 2011. V. 58. № 7. P. 1678–1678. http://doi.org/10.1080/09500340.2011.633763

11.  Rolland J.P., Thompson K.P., Bauer A. et al. See-Through Head-Worn. Display (HWD) architectures // Handbook of Visual Display Technology / Ed. by Chen J., Cranton W., Fihn M. Cham: Springer, 2016. https://doi.org/10.1007/978-3-540-79567-4_134

12.  Yu C., Peng Y., Zhao Q. et al. Highly efficient waveguide display with space-variant volume holographic gratings // Appl. Opt. 2017. V. 56. P. 9390–9397. https://doi.org/10.1364/AO.56.009390

13.  Perriere V.B. Understanding waveguide-based architecture and ways to robust monolithic optical combiner for smart glasses // Proc. SPIE. 2018. V. 10676. P. 106761D. https://doi.org/10.1117/12.2315681

14.       Град Я.А., Николаев В.В., Одиноков С.Б., Соломенко А.Б. Индикатор дополненной реальности на основе световодной пластины с пропускающим ДОЭ // Голография. Наука и практика : XIV международная конференция HOLOEXPO-2017 (12–14 сентября 2017 г., Звенигород, Россия): Тезисы докладов / МГТУ им. Н. Э. Баумана, ООО «МНГС». Москва : МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2017, С. 133–137. 

 



 
Назад 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 13 Далее