基于惠更斯超表面的紧凑型视网膜投影显示 (AOM)
基于惠更斯超表面的视网膜投影显示
本期导读
鉴于此，来自北京理工大学(BIT)、新加坡南洋理工大学(NTU)以及新加坡科学院(A*STAR)的研究人员采用小孔径超表面全息图作为显示源，缩小视网膜投影显示系统的体积，扩展了超表面的应用范围，实验演示了一种使用透射式超表面全息图作为图像源的紧凑型视网膜投影近眼显示，挖掘了超表面全息图作为近眼显示器图像源的潜在能力。该研究近期以论文形式发表在光学领域顶级期刊《Advanced Optical Materials》上。
技术路线
图1. 使用透射式超表面全息图的视网膜投影近眼显示系统的原理图及其相关性能。
该研究使用相干光线跟踪方法来计算基于点云的相位型全息图。通过对来自形成鱼尾狮模型的点源在超表面位置处的复振幅分布求和来得到全息图，并将其离散为具有恒定π/4步长的8个相位级。然后将全息图的相位分布映射到形成超表面的相应纳米天线中。这里使用的纳米天线是高度相等（h＝100nm）且直径不同的非晶硅盘，其排列在具有恒定周期（P＝360nm）的正方形晶格中，形成所谓的惠更斯超表面。此外，对超表面的相位变化，透射率，及衍射效率等进行了详细分析，结果如图2(c)~(f)所示。
图2. 超表面视网膜投影近眼显示系统布局图与超表面全息图的设计。
图3. 超表面视网膜投影近眼显示器的机械结构图与显示结果。
简要小结，该研究工作采用小孔径透射式超表面全息图作为显示源，构建了紧凑型的视网膜投影近眼显示系统，有效地缩小了系统体积，扩展了超表面的应用范围，挖掘了超表面全息图作为近眼显示器图像源的潜在能力。
论文信息：
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Song, W., Liang, X., Li, S., Moitra, P., Xu, X., Lassalle, E., Zheng, Y., Wang, Y., Paniagua‐Domínguez, R. and Kuznetsov, A.I., Retinal Projection Near‐Eye Displays with Huygens’ Metasurfaces. Advanced Optical Materials, 2023.
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