WGP(10)可以包括定位在透明基板(11)的表面上的平行细长杆(14)的阵列，相邻杆(14)之间具有间隙(15)。杆(14)中的每个杆可以包括夹在肋(12)之间的反射线(13)。肋(12)中的一个肋可以是透明肋，并且一个可以是吸收性肋。WGP(10)对于在透明肋侧上进入的光可以具有高效率和高对比度，并且对于在吸收性肋侧上进入的光可以具有低Rs。
A dual purpose absorbable reflective grid polarizer
WGP (10) may include an array of parallel slender rods (14) positioned on the surface of a transparent substrate (11) with a gap (15) between adjacent rods (14). Each rod in the rod (14) may include an opposite ray (13) sandwiched between the ribs (12). A rib in rib (12) can be a transparent rib, and one can be an absorbing rib. WGP (10) can have high efficiency and contrast for light entering on the transparent rib side, and can have low Rs for light entering on the absorbing rib side.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双重目的的吸收性反射性线栅偏振器
本申请总体上涉及线栅偏振器，特别是分束器。
技术介绍
线栅偏振器(用于单数的WGP或用于复数的WGPs)可以透射一个偏振(例如p偏振)并反射或吸收相反的偏振(例如s偏振)。相反偏振(例如高Rs)的高反射率可能是重要的，因为一些应用使用两种偏振光束(例如s&p)。相反偏振(例如低Rs)的高吸收率/低反射率可能是重要的，因为该偏振(Rs)的反射会干扰光学系统。例如，反射的s偏振会在图像投影仪中引起重影。一些WGP被设计用于高反射，而其它用于高度吸收的S偏振。一个偏振的高透射(例如高Tp)可以是WGP的重要特征，以便最小化光源功率要求。相反偏振的低透射(例如Ts)对于改善的光图像分辨率可能是重要的。WGP的质量或有效性可以通过效率(Tp*Rs)和对比度(Tp/Ts)来示出。要优化效率和对比度两者可能很困难，所以一个WGP设计可以针对效率进行优化，而另一个WGP设计可以针对对比度进行优化。
技术实现思路
对于期望的效率(Tp*Rs)和高对比度(Tp/Ts)两者来优化线栅偏振器(用于单数的WGP或用于复数的WGPs)将是有利的。本专利技术针对满足这些需求的WGP的各种实施例。每个实施例可以满足这些需求中的一个、一些或全部。WGP可以包括定位在透明基板表面上的平行细长杆的阵列，相邻杆之间具有间隙。杆中的每一个杆可以包括夹在透明肋和吸收性肋之间的反射线。附图说明图1是线栅偏振器(用于单数的WGP或复数的WGPs)10的示意性横截面侧视图，其包括定位在透明基板11的表面上方的平行细长杆14的阵列，相邻杆14之间具有间隙15。杆14中的每一个杆可以包括夹在两个肋12之间的反射线13。根据本专利技术的实施例，肋12中的一个肋可以是透明肋，并且一个肋可以是吸收性肋。图2是根据本专利技术的实施例的图1的WGP10的示意性透视图。图3-4示出根据本专利技术的实施例的每一个包括WGP10的图像投影系统30和40。图5a-c示出根据本专利技术的实施例的制造WGP的方法中的步骤。具体实施方式如在此所使用的，术语“对比度”是指通过主要传输偏振(例如Tp)的WGP的透射分数除以通过相反偏振(例如Ts)的WGP的透射分数。例如，对比度＝Tp/Ts。如在此所使用的，术语“效率”是指通过主要传输偏振(例如Tp)的WGP的透射分数乘以WGP的相反偏振(例如Rs)离开的反射分数。例如，效率＝Tp*Rs。如在此所使用的，术语“细长”是指杆14的长度L基本上大于杆宽度W和/或杆厚度Th14。例如，用于紫外或可见光的WGP可以具有20至100纳米的杆宽度W和50至500纳米的杆厚度；以及约为1毫米至20厘米或更多的杆长度L，这取决于应用。因此，细长杆14可以具有比杆宽度w和/或杆厚度Th14大许多倍的长度L(例如，在一个方面中至少10倍，在另一方面中至少100倍，在另一方面中至少1000倍或者在另一方面中至少10,000倍)。术语“细长”还可以指杆14的长度L比预期使用的波长范围中的任何波长更长。因此，长度L可以大于可见光的最长波长700nm。如在此所使用的，术语“Rs”是指期望使透射最小化的偏振的百分比或分数反射。光学结构中使用的许多材料会吸收一些光线、反射一些光线并透射一些光线。以下定义旨在在主要吸收性、主要反射性或主要透明的材料或结构之间区分。1.如在此所使用的，术语“吸收性”是指关注的波长中的光的基本上吸收性。a.材料是否“吸收性”与偏振器中使用的其它材料有关。因此，吸收性结构将比反射性或透明结构吸收显著更多。b.材料是否“吸收性”取决于关注的波长。一种材料在一个波长范围内可以是吸收性的，但在另一个波长范围内则不能。c.在一个方面中，吸收性结构可以吸收大于40％并且反射少于60％的所关注的波长中的光(假设吸收性结构是光学厚膜-即大于皮肤深度厚度)。d.另一方面，相对于透明材料，吸收性材料可具有高消光系数(k)，诸如例如在一方面大于0.01或在另一方面大于1.0。e.吸收性肋可用于选择性吸收光的一种偏振。2.如在此所使用的，术语“反射性”是指在关注的波长中的光的显著反射性。a.材料是否“反射性”与偏振器中使用的其它材料有关。因此，反射性结构将比吸收性或透明结构反射显著更多。b.材料是否“反射性”取决于关注的波长。一种材料可以在一个波长范围内是反射性的，但在另一个波长范围内不可以。一些波长范围可以有效地利用高反射性材料。在其它波长范围处，特别是在较容易发生材料劣化的较低波长处，材料的选择可能更受限制，并且光学设计师可能需要接受比期望的反射率更低的材料。c.在一个方面，反射性结构可以反射大于80％并且吸收小于20％的所关注波长中的光(假设反射性结构是光学厚膜-即大于皮肤深度厚度)。d.金属通常用作反射性材料。e.反射线可用于从光的相反偏振中分离光的一种偏振。3.如在此所使用的，术语“透明”是指对于关注的波长中的光基本上透明。a.材料是否“透明”与偏振器中使用的其它材料有关。因此，透明结构将比吸收性或反射性结构透射显著更多。b.材料是否“透明”取决于关注的波长。材料在一个波长范围内可以是透明的，但在另一个波长范围内不可以。c.在一个方面，忽略菲涅耳反射损失，透明结构可以在所关注的波长或使用的波长范围内透射大于90％并且吸收少于10％的光。d.另一方面，透明结构可以具有在关注的波长或使用的波长范围处小于0.01或小于0.001的消光系数(k)。4.如在这些定义中所使用的，术语“材料”是指特定结构的整体材料。因此，即使材料可以包括一些反射或透明部件，但是“吸收性”结构由总体上基本上是吸收性的材料制成。因此，例如，由足够量的吸收性材料制成的基本上吸收光的肋是吸收性肋，即使肋可以包括嵌入其中的一些反射或透明材料。详细说明如图1-2中所示，示出了线栅偏振器(用于单数的WGP或用于复数的WGPs)10，其包括定位在透明基板11(例如玻璃)的表面11S上方的平行细长杆14的阵列，相邻杆14之间具有间隙15。杆14中的每一个杆可以包括夹在两个肋12之间的反射线13。肋12中的一个肋可以是透明肋，并且一个肋可以是吸收性肋。在一个实施例中，吸收性肋可以是定位为更接近基板11的肋12b，并且透明肋可以是定位为更远离基板11的肋12a。在另一个实施例中，透明肋可以是定位为更接近基板11的肋12b，以及定位为更远离基板11的吸收性肋12a。关于吸收性肋或透明肋是否是定位更接近基板11的肋12b的判断可以基于(1)入射光是否面向细长杆14位于其上的表面11s，或者入射光是否面向基板11的相对侧11o；(2)期望的光束是否主要被反射或透射；和(3)是否期望高反射(高Rs)或高吸收(低Rs)。例如，如果吸收性肋定位更接近基板11并且光线面对细长杆14位于其上的表面11s，则透明肋与反射线13一起可以增加一个偏振的反射(例如增加Rs)并且吸收性肋可以增加对比度(例如增加Tp/Ts)。对于入射到基板11的相对侧11o上的光，吸收性肋可以吸收s偏振，并且因此减小Rs。因此，对于入射在细长杆14所位于的表面11s上的光，一个WGP10可以具有高效率(Tp*Rs)和高对比度(Tp/Ts)二者，并且对于入射到基板11的相对侧11o上的光可以具有高s偏振吸收(低Rs本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种线栅偏振器(WGP)，包括：定位在透明基板的表面上方的平行细长杆的阵列，相邻杆之间具有间隙，其中：a.所述杆中的每一个包括夹在透明肋和吸收性肋之间的反射线；以及b.所述透明肋的材料不同于所述透明基板的材料，或者所述透明肋与所述透明基板间隔开，或两者。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.12 US 62/254,259;2016.09.14 US 15/265,2101.一种线栅偏振器(WGP)，包括：定位在透明基板的表面上方的平行细长杆的阵列，相邻杆之间具有间隙，其中：a.所述杆中的每一个包括夹在透明肋和吸收性肋之间的反射线；以及b.所述透明肋的材料不同于所述透明基板的材料，或者所述透明肋与所述透明基板间隔开，或两者。2.根据权利要求1所述的WGP，其中所述透明肋包括氮化铝、氧化铪、碳化硅、氮化硅、五氧化二钽、二氧化钛、硫化锌或其组合。3.根据权利要求1所述的WGP，其中在预期使用的光波长处，所述透明肋的折射率(n)大于1.9。4.根据权利要求1所述的WGP，其中在预期使用的光波长处，所述透明肋的消光系数(k)小于0.01。5.根据权利要求1所述的WGP，其中所述WGP对于在所述WGP的透明肋侧上从45°角入射的可见光的波长具有至少87％的效率和至少3500的对比度。6.根据权利要求1所述的WGP，其中：a.所述WGP对于在所述WGP的透明肋侧上从45°角入射的可见...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·S·尼尔森，B·R·威廉姆斯，
申请(专利权)人：莫克斯泰克公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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