1 天津大学精密仪器与光电子工程学院，天津 300072
2 光电控制技术重点实验室，河南 洛阳 471000
3 洛阳电光设备研究所，河南 洛阳 471000
4 中国人民解放军驻六一三所军事代表，河南 洛阳 471000
近眼显示技术中采用的全息波导元件通常为平面面型，不能很好地贴合使用者头部曲线。曲面面型的全息波导虽然能够更好地贴合头部曲线，但由于光线在曲面波导中传输过程复杂，使得设计非常困难。为建立曲面全息波导成像设计方法，分析了光在曲面全息波导中的关键传输过程，提出了适合曲面全息波导的光线追迹数学模型，建立了光线在曲面波导中传输过程的追迹算法，实现了曲面全息波导的设计。基于该算法，分别开展了球面面型和柱面面型的曲面全息波导光学系统设计，并进行了光线追迹仿真评估。根据设计结果，制备了柱面面型的曲面全息波导元件，并在光学系统中进行了成像演示。观测结果验证了该方法设计曲面全息波导的可行性。
光学设计 光路追迹 全息波导 曲面波导 激光与光电子学进展
2022, 59(7): 0722001
超材料作为一种突破性的人工设计材料,在电磁波调控领域起到了革命性的作用。变换光学与超材料的结合不仅可以充分发挥超材料的奇妙特性,实现许多神奇的效应,还可以用作光学模拟,展现一些无法直接观测到的宇宙学现象。由于超材料自身结构的局限性,有些电磁参数仍无法通过微结构的调控来实现,这时曲面开始受到人们的关注。曲面结构的波导也可以对电磁波起到调控的作用,更可以突破超材料的一些限制,实现许多新奇的效应。通过介绍南京大学刘辉课题组在曲面结构波导上的一系列工作,展示了曲面波导在各个方向上的奇妙应用,并讨论了曲面波导的应用前景。
光学器件 变换光学 弯曲空间 曲面波导 广义相对论
