研究目的
通过集成潘查拉特纳姆-贝里光学元件（PBOEs）来提升平视显示器（HUDs）的性能，以解决诸如虚拟图像距离固定、显示亮度和功率效率等问题。
研究成果
偏振分束光学元件（PBOEs）通过实现可切换的虚像距离与下视角、利用偏振敏感光学合光器提升对比度，并助力开发具有大视场的紧凑型波导显示器，从而显著增强平视显示器（HUD）性能。未来工作可聚焦于优化宽带效率及商业系统集成。
研究不足
非扭转单层PBOE的衍射效率因无法在整个可见光谱范围内满足半波条件而受限，且高效结构的制备工艺可能较为复杂。此外，其性能可能受到材料色散的影响，并且在某些配置中需要对厚度进行精确控制。
1：实验设计与方法选择：
本研究涉及为平视显示器（HUD）系统设计和应用偏振体全息光学元件（PBOEs），包括潘查拉特南-贝里透镜（PBLs）和偏转器（PBDs）。方法包括使用琼斯计算生成相位图案、采用RCWA模拟进行结构优化，以及通过实验验证可切换虚拟像距和俯视角等功能。
2：样本选择与数据来源：
PBOEs采用具有特定各向异性分布的液晶聚合物或液晶盒制备。数据来源包括衍射效率模拟结果与虚拟图像的实验观测数据。
3：实验设备与材料清单：
设备包含显示面板、曲面镜、圆偏振片、扭曲向列相液晶盒、ITO玻璃基板及波导。材料涉及液晶（如反应性介晶RM257）、手性掺杂剂及柔性基板。
4：7）、手性掺杂剂及柔性基板。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：流程包括将PBLs和PBDs集成至HUD系统、通过偏振转换器切换偏振态，以及测量虚拟像距与衍射效率。操作步骤涵盖搭建光路、施加电压实现主动切换，以及通过HUD系统采集图像。
5：数据分析方法：
采用RCWA模拟优化PBOE结构，运用琼斯计算分析偏振效应，并通过实验测量效率与图像质量。
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liquid crystal device
Used as the core material for PBOEs to achieve spatial-varying anisotropy and phase patterns.
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twisted-nematic LC cell
Acts as a polarization rotator for passive switching of PBOEs.
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ITO glass substrate
Used in active PBOEs for applying voltage to reorient liquid crystal directors.
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circular polarizer
Converts input light to circular polarization for PBOE operation.
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display panel
Source of images projected in HUD systems.
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curved mirror
Projects images from the display panel to the windshield in HUD systems.
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waveguide
Used in waveguide-type HUDs for light propagation and exit pupil expansion.
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reactive mesogen
RM257
Merck
Liquid crystal material used in PBOEs for its birefringence properties.
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