用于组合与光调制器相邻布置的像素相互作用的光束的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于组合与光调制器的相邻布置的像素相互作用的光束的装置。本发明专利技术还涉及一种用于光束组合的装置和一种用于复值调制的空间光调制装置。本发明专利技术涉及一种用于光束组合的装置，以及一种偏振敏感部件的光学装置，它允许利用相位调制光调制器和光束组合器对光场进行复值调制，该复值调制对照射波的入射方向上的变化不敏感。本文还涉及反射操作光调制器的各种布置。

A device for combining beams interacting with pixels adjacent to a light modulator

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于组合与光调制器相邻布置的像素相互作用的光束的装置本专利技术涉及一种用于组合光束的装置，该光束与光调制器的相邻布置的像素相互作用。本专利技术还涉及一种光束组合装置和一种用于光的复值调制的空间光调制装置。本专利技术涉及一种光束组合装置和一种偏振敏感元件的光学装置，该偏振敏感元件允许通过相位调制光调制器和光束组合器对光场进行复值调制，该复值调制对照射波的入射方向上的变化不敏感。在介绍中提到的这种类型的装置尤其用在用于物体和/或场景的三维重构的全息显示器中，或者对其有用，这种显示器由申请人例如在专利文献WO2006/066919A1或其他出版物中描述。现有技术专利文献DE102009044910A1和WO2010/149583A1描述了用于光调制器(SLM)的相应2个相位像素的光束组合以形成复值像素的装置的各种配置，以下称为光束组合器。两个像素彼此相邻布置。在该文献中，光调制器的相邻布置的像素尤其旨在表示在空间上彼此直接相邻的像素，在这种情况下，像素可以在水平方向、竖直方向或不同方向(例如对角线)上彼此相邻地布置。在通过SLM之后，由像素对的两个像素向光提供不同的偏振。这通过结构化延迟片完成。一种偏振光通过光束组合器的路径与另一个偏振光的路径不同，因此在光束组合器的出口处发生叠加或组合。术语“光束组合”在本文中尤其旨在表示光束以下列方式空间叠加，在组合之后，组合光束在空间重叠区域中具有基本相同的传播方向。图1以与专利文献WO2010/149583A1的图8类似的方式示出了根据现有技术的结构化孔径光阑AP和具有偏振相关光传播的层PS，例如方解石层。光程示意性地示出。为简单起见，示意性地表明几何光传播，不考虑衍射。入射光被分成穿过该层到达SLMPIX(光调制器像素)的第一像素的例如线性偏振光以及行进到SLMPIX的第二像素的第二偏振光，第二偏振光例如垂直于第一偏振光并且也是线性偏振的。为了说明，这里通过虚线示意性地表明一个偏振，而通过点画线示意性地表明另一个偏振。对于基于LC(液晶)的相位调制SLM，其例如仅调制特定入射偏振的相位光，也可以在偏振选择层的出口处施加结构化延迟片。这样的效果是，在进入SLMPIX之前，例如对于行进到第二像素的光，偏振以下列方式旋转，即只有一个偏振的光通过SLM本身。在反射SLM的情况下，光然后沿着相同的路径返回，并且像素对的两个像素的光在孔径开口的位置处再次叠加。图2示出了没有孔径光阑的情况。为了说明，以不同的灰色阴影表示在先前的孔径光阑所处的位置进入的光。两个偏振方向的光将到达每个像素。在通过SLMPIX之后，光也将在两个方向上从每个像素再次返回。在返回路径上，尽管来自像素1和像素2的光将以期望的方式叠加，但是来自像素3的光也将不期望地叠加在来自像素2的光上。在这种形式中，该装置不能被用作用于光束组合的装置(光束组合器)。因此，本专利技术的目的是提供和改进用于组合光束的装置，其基本上避免了这些问题。根据本专利技术的装置用于组合与光调制器的相邻布置的像素相互作用的光束。光调制器包括多个像素并且以使两个相邻像素相应地形成宏像素的方式被驱动。设置与宏像素相关的分束器，由此以下列方式配置和布置分束器：使得入射光束被分成第一子光束和第二子光束，使得第一子光束在宏像素的第一像素的方向上传播并且第二子光束在宏像素的第二像素的方向上传播。优选地，将光束分成强度基本上相等的第一子光束和第二子光束。第一结构化光束影响部件被设置在分束器和光调制器之间，第一结构化光束影响部件被配置为使得第一子光束由此以与第二子光束不同的方式受到影响。第一子光束和第二子光束在与宏像素的相应像素相互作用之后通过第二结构化光束影响部件，第二结构化光束影响部件配置为使得第一子光束由此以与第二子光束不同的方式(优选以相反方式)受到影响。设置光束组合器，光束组合器被配置和布置为使得第一子光束和第二子光束由此能够组合。光束选择器布置在光调制器和第一结构化光束影响部件或第二结构化光束影响部件之间，光束选择器被配置为使得不属于该宏像素的第一子光束和/或第二子光束由此被阻挡，例如被吸收或反射。入射光或两个子光束优选地透射通过该装置的光调制器，或者入射光仅通过光调制器一次。该装置在下文称为透射操作装置。根据本专利技术的装置用于组合与光调制器的相邻布置的像素相互作用的光束。光调制器包括多个像素并且以使两个相邻像素相应地形成宏像素的方式被驱动。设置与宏像素相关的分束器，以下列方式配置和布置分束器：使得入射光束由此被分成第一子光束和第二子光束，使得第一子光束在宏像素的第一像素的方向上传播并且第二子光束在宏像素的第二像素的方向上传播。优选地，将光束分成强度基本上相等的第一子光束和第二子光束。结构化光束影响部件被设置在分束器和光调制器之间，结构化光束影响部件被配置为使得第一子光束由此以与第二子光束不同的方式受到影响。设置反射装置，利用反射装置反射光束。第一子光束和/或第二子光束在与光调制器的相应像素相互作用后再次通过结构化光束影响部件和分束器，以便重新组合第一光束和第二光束。光束选择器布置在光调制器和结构化光束影响部件之间，光束选择器被配置为使得不属于该宏像素的第一子光束和/或第二子光束由此被阻挡。优选地，入射光或两个子光束与该装置的光调制器反射地相互作用。一方面这可以通过使两个子光束两次通过光调制器来实施，例如当光第一次通过光调制器的液晶层，在反射装置处反射并且第二次通过液晶层。这种光调制器的一个示例是硅基液晶(LCoS)。另一方面，光调制器本身的像素可以包括反射装置，使得两个子光束分别与反射作用的像素相互作用。这种光调制器的一个示例是微电子机械系统(MEMS)。该装置在下文称为反射操作装置。根据本专利技术，首先认识到，可以避免在结构化孔径处的可能产生干扰的衍射效应，尤其是在装置中可以不必使用这种结构化孔径，而且分开的子光束不会以不希望的方式无意地受到相邻宏观像素的影响。原因在于，由于光束选择器结合结构化光束影响部件的特定配置和布置，与现有技术相比不再需要结构化孔径，即以使不属于宏像素的第一和/或第二子光束由此被阻挡的方式。然而，其操作模式与根据现有技术的结构化孔径的操作模式不同，结构化孔径的操作模式在其光学非透射位置处不会让任何光束进入光束组合装置。然而，根据本专利技术的装置允许所有入射光束进入根据本专利技术的用于组合光束的装置并且归因于光束选择器与结构化光束影响部件的组合基本上仅在装置内部阻挡不属于宏像素的第一和/或第二子光束。因为不必在装置中使用结构化孔径，所以有利地避免了结构化孔径相对于光调制器的像素的位置的取向。本专利技术的优选实施例和改进首先将以稍微概括的方式呈现，本专利技术的优选实施例和改进将在某些更详细的方面进行解释，并且具体示例尤其在附图的描述中进行说明。在透射操作装置的情况下，分束器和光束组合器可以相同地配置为光学双折射单轴部件。就此而言，分束器和光束组合器可以由相同的材料制成和/或具有相同的光轴。尤其地，分束器的光轴的取向以与光束组合器的光轴的取向相同的方式取向。两个双折射单轴部件的光轴可以以下列方式取向，即使得两个部件的普通和非普通光子光束相对于界面所形成的角度(θ)相等。尤其是当偏振光束或子光束彼此组合时，使用光学双折射单轴部件。尤其地，可以设置为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于组合与光调制器的相邻布置的像素相互作用的光束的装置，其中所述光调制器包括多个像素并且以使两个相邻像素相应地形成宏像素的方式被驱动，其中设置与宏像素相关的分束器，由此以下列方式配置和布置所述分束器：使得入射光束被分成第一子光束和第二子光束，使得所述第一子光束在所述宏像素的第一像素的方向上传播并且所述第二子光束在所述宏像素的第二像素的方向上传播，其中第一结构化光束影响部件被设置在所述分束器和所述光调制器之间，所述第一结构化光束影响部件被配置为使得所述第一子光束由此以与所述第二子光束不同的方式受到影响，其中所述第一子光束和所述第二子光束在与所述宏像素的相应像素相互作用之后通过第二结构化光束影响部件，所述第二结构化光束影响部件配置为使得所述第一子光束由此以与所述第二子光束不同的方式受到影响，其中设置光束组合器，所述光束组合器被配置和布置为使得所述第一子光束和所述第二子光束由此能够组合，并且其中光束选择器布置在所述光调制器和所述第一结构化光束影响部件或所述第二结构化光束影响部件之间，所述光束选择器被配置为使得不属于所述宏像素的第一子光束和/或第二子光束由此被阻挡。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.29 EP 16191282.91.一种用于组合与光调制器的相邻布置的像素相互作用的光束的装置，其中所述光调制器包括多个像素并且以使两个相邻像素相应地形成宏像素的方式被驱动，其中设置与宏像素相关的分束器，由此以下列方式配置和布置所述分束器：使得入射光束被分成第一子光束和第二子光束，使得所述第一子光束在所述宏像素的第一像素的方向上传播并且所述第二子光束在所述宏像素的第二像素的方向上传播，其中第一结构化光束影响部件被设置在所述分束器和所述光调制器之间，所述第一结构化光束影响部件被配置为使得所述第一子光束由此以与所述第二子光束不同的方式受到影响，其中所述第一子光束和所述第二子光束在与所述宏像素的相应像素相互作用之后通过第二结构化光束影响部件，所述第二结构化光束影响部件配置为使得所述第一子光束由此以与所述第二子光束不同的方式受到影响，其中设置光束组合器，所述光束组合器被配置和布置为使得所述第一子光束和所述第二子光束由此能够组合，并且其中光束选择器布置在所述光调制器和所述第一结构化光束影响部件或所述第二结构化光束影响部件之间，所述光束选择器被配置为使得不属于所述宏像素的第一子光束和/或第二子光束由此被阻挡。2.一种用于组合与光调制器的相邻布置的像素相互作用的光束的装置，其中所述光调制器包括多个像素并且以使两个相邻像素相应地形成宏像素的方式被驱动，其中设置与宏像素相关的分束器，由此以下列方式配置和布置所述分束器：使得入射光束由此被分成第一子光束和第二子光束，使得所述第一子光束在所述宏像素的第一像素的方向上传播并且所述第二子光束在所述宏像素的第二像素的方向上传播，其中结构化光束影响部件被设置在所述分束器和所述光调制器之间，所述结构化光束影响部件被配置为使得所述第一子光束由此以与所述第二子光束不同的方式受到影响，其中设置反射装置，利用所述反射装置所述光束被反射，其中所述第一子光束和所述第二子光束在与所述光调制器的相应像素相互作用后再次通过所述结构化光束影响部件和所述分束器，以便重新组合所述第一子光束和所述第二子光束，其中光束选择器布置在所述光调制器和所述结构化光束影响部件之间，所述光束选择器被配置为使得不属于所述宏像素的第一子光束和/或第二子光束由此被阻挡。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述分束器和所述光束组合器是相同配置的光学双折射单轴部件和/或由相同材料制成和/或具有相同的光轴，其中两个双折射单轴部件的光轴定向为使得两个部件的普通和非普通子光束相对于界面所形成的角度(θ)相等。4.根据权利要求2所述的装置，其中所述分束器配置为光学双折射单轴部件的形式。5.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述分束器和/或所述光束组合器以至少一个体光栅或至少一个偏振光栅的形式配置。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：诺伯特·莱斯特，斯蒂芬·瑞切特，
申请(专利权)人：视瑞尔技术公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡,LU