ITMO
en/ en

ISSN: 1023-5086

en/

ISSN: 1023-5086

Научно-технический

Оптический журнал

Полнотекстовый перевод журнала на английский язык издаётся Optica Publishing Group под названием “Journal of Optical Technology“

Подача статьи Подать статью
Больше информации Назад

DOI: 10.17586/1023-5086-2024-91-04-73-81

УДК: 53.06

Ахроматические изображающие линзы с несколькими фокусами

Дубынин С.Е., Копёнкин С.С., Путилин А.Н., Морозов А.В., Путилин Н.А., Бородин Ю.П., Дружин В.В.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Дубынин С.Е., Копёнкин С.С., Путилин А.Н., Морозов А.В., Путилин Н.А., Бородин Ю.П., Дружин В.В. Ахроматические изображающие линзы с несколькими фокусами // Оптический журнал. 2024. Т. 91. № 4. С. 73–81. http://doi.org/10.17586/1023­-5086­-2024­-91­-04­-73-­81

 

Dubynin S.E., Kopenkin S.S., Putilin A.N., Morozov A.V., Putilin N.A., Borodin Y.P., Druzhin V.V. Multifocal achromatic imaging lenses [in Russian] // Optickhesii Zhurnal. 2024. V. 91. № 4. P. 73–81. http://doi.org/10.17586/1023­-5086­-2024­-91-04-­73­-81

Ссылка на англоязычную версию:

Sergey E. Dubynin, Sergey S. Kopenkin, Andrey N. Putilin, Aleksandr V. Morozov, Nikolay A. Putilin, Yuriy P. Borodin, and Vladislav V. Druzhin, "Multifocal achromatic imaging lenses," Journal of Optical Technology. 91(4), 255-260 (2024). https://doi.org/10.1364/JOT.91.000255

Аннотация:

Предмет исследования. Исследовались полноцветные голографические/дифракционные оптические элементы, которые представляют собой ахроматические линзы с несколькими фокусами. Также были затронуты вопросы моделирования и записи таких элементов и их эффективности. Цель работы. Создание компактных оптических систем для устройств дополненной/смешанной реальности с большим полем зрения и большим выходным зрачком. Метод. Аналоговая схема регистрации голограмм с несколькими источниками в предметной ветви. Использование специализированного программного обеспечения MatLab и Optic Studio для моделирования и оценки параметров оптических систем устройств дополненной/смешанной реальности. Основные результаты. Авторами предложены несколько модификаций таких элементов, путём моделирования проведена оценка возможностей и ограничений каждого варианта, а также экспериментальное исследование параметров изготовленных образцов, на основании чего была выбрана наиболее оптимальная реализация. Была получена суммарная для всех выходных зрачков дифракционная эффективность таких элементов 30–40% на каждой из трёх длин волн в цветовой модели Красный/Зелёный/Синий. Практическая значимость. Предложенные в работе технические решения в части регистрации голограмм с несколькими источниками в предметной ветви позволяют существенно увеличить размеры выходного зрачка при сохранении большого углового поля зрения, снизить габариты и массу устройства виртуальной и дополненной реальности.

Ключевые слова:

голографический оптический элемент, многофокусная линза, размножитель зрачка

Коды OCIS: 030.6140, 050.1950, 050.1970, 050.7330, 090.1970, 090.2820, 090.2870, 090.2890, 090.7330

Список источников:
  1. Cheng D., Wang Q., Liu Y. et al. Design and manufacture AR head­mounted displays: A review and outlook // Light: Advanced Manufacturing. 2021. № 2. P. 350–369. https://doi.org/10.37188/lam.2021.024
  2. Kress B., Pace M. Holographic optics in planar optical systems for next generation small form factor mixed reality headsets // Light: Advanced Manufacturing. 2022. № 3. P. 771–801. https://doi.org/10.37188/lam.2022.042
  3. Cakmakci O., Rolland J. Head­worn displays: a review // Journal of Display Technology. 2006. № 2. P. 199–216. https://doi.org/10.1109/JDT.2006.879846
  4. Ding Y., Yang Q., Li Y. et al. Waveguide­based augmented reality displays: perspectives and challenges // eLight. 2023. № 3. P. 1–34. https://doi.org/10.1186/s43593­023­00057­z
  5. Luo L., Wang Z., Li J. et al. Wide­field­of­view trans­reflective RGB­achromatic metalens for augmented reality // Photonics. 2023. № 10. P. 590–599. https://doi.org/10.3390/photonics10050590
  6. Li G., Lee D., Jeong Y. et al. Holographic display for see­through augmented reality using mirror­lens holographic optical element // Optics Letters. 2016. № 41. P. 2486–2489. https://doi.org/10.1364/OL.41.002486
  7. Kim S., Park J. Optical see­through Maxwellian near­to­eye display with an enlarged eyebox // Optics Letters. 2018. № 43. P. 767–770. https://doi.org/10.1364/ol.43.000767
  8. Lin T., Zhan T., Zou J. et al. Maxwellian near­eye display with an expanded eyebox // Optics Express. 2020. № 28. P. 38616–39625. https://doi.org/10.1364/OE.413471
  9. Seo W., Yang D., Kim S. et al. Display apparatus providing expanded eye box // US Patent 0 134 565 A1. 2023. Publ. May 04, 2023.
  10. Kim S., Druzhin V., Malinina P. et al. Display apparatus having wide viewing window // US Patent 11 487 117 B2. 2022. Publ. Nov. 01, 2022.