高性能几何光波导头戴显示器设计

作者：XU Hengshen, JIANG Yuting, HU Yueqiang · 发表于：Optics and Precision Engineering · 年份：2026 · DOI：10.37188/ope.20263401.0035 · 被引用次数：2 · 研究领域：Military Technology and Strategies、Legal and Regulatory Analysis、Linguistic, Cultural, and Literary Studies

为满足增强现实对光波导在大视场角、轻薄化及高沉浸感方面的需求，设计了一种基于阵列式几何薄膜光波导结构的可量产化轻薄型透射式头戴显示器光学系统。该系统由目镜系统、阵列波导系统和照明系统组成。阵列波导结构采用具有定制化角度选择膜系的半透半反薄膜阵列作为光学组合器，实现了出瞳扩展。通过“双半波片”偏振混合设计，将显示均匀性从单一偏振光的59.66%~61.12%提升至76.61%（实际测试）。采用系统的光学仿真与设计方法，依托国内成熟的光学加工链（包括精密切割、研磨抛光、复杂膜系真空镀膜及精密胶合工艺），同时新增半波片贴膜工序，成功突破了阵列光波导量产化关键技术难点，制备出样机并实现量产。该设计解决了 AR 头戴显示器性能与量产难兼顾的问题，满足消费级与工业级应用需求。