CN204269343U - 衍射效率测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种衍射效率测量装置，所述装置包括激光器(1)、空间滤波器(2)、第一准直透镜(3)、光栅(4)、第二准直透镜(5)和光电探测器(6)，其中沿光路方向分别设置激光器(1)、空间滤波器(2)、第一准直透镜(3)、光栅(4)、第二准直透镜(5)和光电探测器(6)，所述第一准直透镜(3)和第二准直透镜(5)设置在光栅(4)的同一侧。本实用新型提供的衍射效率测量装置通过测试反射型体全息光栅特性，对确定衍射效率、波长和角度选择性、环境稳定性等三个参数的实验测试，为全息显示屏的制作提供了参考数据。

Description

衍射效率测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于全息显示屏反射型全息光栅特性的测量装置，属于光学领域。 

背景技术

汽车安全性一直是汽车消费者最关心的问题。对于汽车安全性的关注不仅仅是为了司机和乘客，还有道路上的其他人。安全设备已经从物理领域转向电子领域，最新的汽车采用了大量的电子技术和传感器，不断监测和评估周围的环境，为汽车显示相关的信息，甚至在某些情况下直接接管汽车的控制。在提高汽车的安全性、舒适性和驾驶效率方面，这些电子设备起着重要的作用。其中平视显示系统(Head Up Display，简称HUD)具有成本低廉，结构简单，扩展性能强等优点，平视的意思是指驾驶员不需要低头就能看到他需要的重要信息。平视显示器最早出现在军用飞机上，降低飞行员需要低头查看仪表的频率，避免注意力中断以及丧失对状态意识的掌握。目前是汽车上最可能得到普及性应用的辅助驾驶系统。典型的平视显示器(HUD)的光学系统如图1所示主要由四部分组成：投影系统、准直光学系统和组合玻璃。在这种系统中，采用平板显示等新型器件作为图像源，加上数字计算机的使用，就会产生和显示更为丰富的信息内容。 

车载平视显示器要求全息显示屏对投影信息要具有较高的窄带反射率，对外界景物信息要有较高的透过率，因此，反射型体全息光栅的衍射效率、波长和角度选择性、环境稳定性是需要考虑的重要参数，需要这三个参数进行具体的测试。 

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，解决好现有技术的问题，弥补现有目前市场上现有产品的不足。 

本实用新型提供了一种衍射效率测量装置，包括激光器、空间滤波器、第一准直透镜、光栅、第二准直透镜和光电探测器，其中沿光路方向分别设置激光器、空间滤波器、第一准直透镜、光栅、第二准直透镜和光电探测器，所述第一准直透镜和第二准直透镜设置在光栅的同一侧，所述激光器设置在空间滤波器的前方，所述空间滤波器设置在第一准直透镜的前方，所述光电探测器设置在第二准直透镜的后方。 

优选的，上述第一准直透镜和第二准直透镜在光栅法线方向两侧对称设置。 

优选的，上述第一准直透镜和第二准直透镜与光栅各成45°角设置。 

优选的，上述第一准直透镜的出射光束与光栅平面成45°角。 

本实用新型提供的衍射效率测量装置通过测试反射型体全息光栅特性，对确定衍射效率、波长和角度选择性、环境稳定性等三个参数的实验测试，为全息显示屏的制作提供了参考数据。 

附图说明

图1为HUD的工作原理示意图； 

图2为本实用新型的结构示意图。 

图中标记：1-激光器；2-空间滤波器；3-第一准直透镜；4-光栅；5-第二准直透镜；6-光电探测器。 

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。 

车载平视显示器要求全息显示屏对投影信息要具有较高的窄带反射率，对外界景物信息要有较高的透过率，因此，反射型体全息光栅的衍射效率、波长和角度选择性、环境稳定性是需要考虑的重要参数，下面对这三个参数进行具体的实验测试。 

(1)衍射效率的定义 

衍射效率η通常定义为全息光栅衍射的一级衍射有效光通量与全息光栅的有效光通量之比 

η＝I_d/(I_i-I_t) 

式中I_d为衍射光强度，I_t为透射光强，I_i为参考光强度。衍射效率直接关系到车载HUD系统的光能利用率，从而影响显示图像的亮度。 

(1)衍射效率的测量 

衍射效率是全息显示屏的重要参数，直接影响都整个车载平视显示器的光能利用率。衍射效率对布拉格失配量十分敏感，具有角度和波长的高敏感性，衍射效率与光致聚合物的厚度、各组分的浓度以及入射光强度和记录的物参分光比等有关系，通过对这些条件进行优化，可获得最高的衍射效率，在本实用新型中，由于制作的是反射型体全息光栅，通过实验分析，参物比控制在1∶1到1∶4之间时衍射效率较高。此外，单体浓度对衍射效率影响较大，在一定范围内衍射效率随单体浓度的增加而增加，但当单体浓度过高时，容易出现过调制现象。一般都是将衍射效率与感光灵敏度综合考虑，期望在最高的感光灵敏度下获得最高的衍射效率。而在聚合物中也不能无限制的增加单体，因为单体在膜中的溶解度是有限的，当浓度过高时，他们会在薄膜表面析出，产生噪音 光栅。 

衍射效率的具体测量装置如图1所示，包括激光器1、空间滤波器2、第一准直透镜3、光栅4、第二准直透镜5和光电探测器6，其中沿光路方向分别设置激光器1、空间滤波器2、第一准直透镜3、光栅4、第二准直透镜5和光电探测器6，所述第一准直透镜3和第二准直透镜5设置在光栅4的同一侧。 

在具体测量时，激光器1发出的光经空间滤波器2、第一准直透镜3以平行光入射到全息光栅4。首先将衍射光经第二准直透镜5会聚，再由光电探测器6接收；然后将透射光会聚同样由光电探测器6接收。 

本实用新型提供的衍射效率测量装置通过测试反射型体全息光栅特性，对确定衍射效率、波长和角度选择性、环境稳定性等三个参数的实验测试，为全息显示屏的制作提供了参考数据。 

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。 

Claims (4)

1.一种衍射效率测量装置，其特征在于：所述装置包括激光器(1)、空间滤波器(2)、第一准直透镜(3)、光栅(4)、第二准直透镜(5)和光电探测器(6)，其中沿光路方向分别设置激光器(1)、空间滤波器(2)、第一准直透镜(3)、光栅(4)、第二准直透镜(5)和光电探测器(6)，所述第一准直透镜(3)和第二准直透镜(5)设置在光栅(4)的同一侧，所述激光器(1)设置在空间滤波器(2)的前方，所述空间滤波器(2)设置在第一准直透镜(3)的前方，所述光电探测器(6)设置在第二准直透镜(5)的后方。 

2.根据权利要求1所述的衍射效率测量装置，其特征在于：所述第一准直透镜(3)和第二准直透镜(5)在光栅(4)法线方向两侧对称设置。 

3.根据权利要求2所述的衍射效率测量装置，其特征在于：所述第一准直透镜(3)和第二准直透镜(5)与光栅(4)各成45°角设置。 

4.根据权利要求1所述的衍射效率测量装置，其特征在于：所述第一准直透镜(3)的出射光束与光栅(4)平面成45°角。