通过在增强现实显示器衍射光波导中插入光学中间层实现角度选择性衍射效率增强

摘要：整体效率和图像均匀性是增强现实显示的重要评判标准。传统的入射耦合光栅设计仅致力于提高一阶衍射效率，却未考虑光波导中衍射光的多次相互作用，因此存在不足。本研究中，为优化耦合光栅设计，引入了入射耦合表面浮雕光栅的背耦合损耗（BCL），以及到达出射耦合光栅的光功率与入射光功率的比值（定义为波导光效率，OEW）。通过在波导与光栅之间插入中间层，我们展示了一种兼具独特角度选择性与高衍射效率的简单有效的方案。引入区域选择性氟化镁（MgF₂）中间层后，在 40° 视场角下，优化后的平均波导光效率从 8.02% 提升至 8.34%，其均匀性从 24.83% 提升至 35.02%。