1.一种基于头盔显示的二维扩瞳全息波导结构,包括微光源、输入准直透镜、入射光栅、中间光栅、出射光栅、平板波导和输出准直透镜,其特征在于:微光源用于点亮图像,输入准直透镜将图像所发出的光线转化为准直光线,每个点的位置信息包含在不同角度的准直光线中;
所述入射光栅将近似垂直入射的准直光线耦合入平板波导中,准直光线在平板波导上下表面内进行全反射传播;中间光栅用于将平板波导中传播的光线成90°转向,实现二维扩瞳,且中间光栅衍射面为梯形,且分为若干个不同的衍射区,通过调整每个衍射区的衍射效率,提高出射光线的均匀性;
该二维扩瞳全息波导结构包括采用如下方法将中间光栅划分区域,具体是:
以中间光栅到出射光栅的光线传播方向为X方向,以入射光栅到中间光栅的光线传播方向为Y方向,X方向和Y方向相垂直;
(1)在X方向上,所述的中间光栅由两条相互交叉的线划分为4个区域,1区和3区在x 方向上相对,且3区靠近出射光栅,1区远离出射光栅;2区和4区在Y 方向上相对,且2区靠近入射光栅,4区远离入射光栅,其中1区衍射效率适当提高,3区衍射效率适当降低,2区和4区衍射效率介于1区和3区之间;
(2)在Y方向上,所述的中间光栅划分为2个区域,远离入射光栅的区域衍射效率提高;
(3)出射光栅区域划分,出射光栅的衍射面为梯形,且沿X方向上划分为若干个分区,每个分区的衍射效率不同,实现调整全息波导的成像效果。
2.根据权利要求1所述的基于头盔显示的二维扩瞳全息波导结构,其特征在于:所述微光源位于输入准直透镜上方,输入准直透镜位于平板波导输入区上方;入射光栅位于平板波导输入区,中间光栅位于全反射光线的传播路径上。
3.根据权利要求1所述的基于头盔显示的二维扩瞳全息波导结构,其特征在于:所述输入准直透镜将图像中的每个点的位置信息转为包含角度信息的准直光,以便在平板波导中传输和复原。
4.根据权利要求1所述的基于头盔显示的二维扩瞳全息波导结构,其特征在于:所述结构中,所有光栅为体光栅,光栅介质与平板波导相同,可位于平板波导的上表面、下表面或波导内部。
5.根据权利要求1所述的基于头盔显示的二维扩瞳全息波导结构,其特征在于:所述入射光栅的衍射面为矩形,与输入准直透镜平行,用于将准直光线导入至平板波导。
6.根据权利要求1所述的基于头盔显示的二维扩瞳全息波导结构,其特征在于:所述中间光栅用于捕捉由入射光栅发出的成一定张角发散的光。
7.根据权利要求1所述的基于头盔显示的二维扩瞳全息波导结构,其特征在于:所述出射光栅用于将由中间光栅发出的光线垂直导出平板波导,实现全息波导的成像效果。
8.根据权利要求1所述的基于头盔显示的二维扩瞳全息波导结构,其特征在于:所述入射光栅、中间光栅和出射光栅包括反射型体全息光栅和透射型体全息光栅。