光学隔离元件制造技术

本申请涉及光学隔离元件。本申请的光学隔离元件具有优异的光隔离度并且当驱动时可以不需要单独的外部力。这样的光学隔离元件可以应用于各种应用，例如光通信或激光光学领域、安全或隐私保护领域、显示器的亮度增强、或者隐藏和遮蔽的用途。

Optical isolation element

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学隔离元件
本申请要求于2017年10月20日提交的韩国专利申请第10-2017-0136742号的优先权的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。本申请涉及光学隔离元件。
技术介绍
光学隔离装置是正向透光率高于反向透光率的装置，其也称为光学二极管。光学隔离装置可以用于防止光通信或激光光学领域中的不必要的反射光。另外，光学隔离装置还可以应用于建筑物或汽车玻璃以用于安全或隐私保护等。光学隔离装置可以应用于各种显示器中的亮度增强，并且还可以应用于隐藏和遮蔽用军用产品。作为光学隔离装置，已知有法拉第(Faraday)光学隔离装置。法拉第光学隔离装置包括被设置成使得各自的吸收轴彼此形成45度的第一偏振器和第二偏振器以及设置在它们之间的法拉第旋转器。法拉第旋转器使通过穿过第一偏振器而线偏振的入射光旋转45度并且经旋转的光透射过第二偏振器(正向)。相反地，如果透射过第二偏振器的线偏振光被法拉第旋转器旋转45度，则其变成与第一偏振器的吸收轴平行，使得其不能透射过第一偏振器(反向)由于法拉第光学隔离器需要非常大的外部磁场来驱动，并且必须对其应用昂贵的材料，因此难以使其尺寸变大。
技术实现思路
技术问题本申请的一个目的是提供一种光学隔离装置，所述光学隔离装置可以以低成本制造而不需要用于正向驱动的外部磁场并且可以制成大的面积。技术方案在本申请中，术语“光学隔离元件”可以意指被配置成使得任一方向上的入射光的透射率大于不同于该方向的方向上的入射光的透射率的元件。在光学隔离元件中，入射光的透射率大的方向可以称为正向，以及透射率小的方向可以称为反向。在此，正向和反向可以彼此成约160度至约200度的角度。该角度可以为例如约165度或更大、170度或更大、或者175度或更大，并且可以为约195度或更小、约190度或更小、或者约185度或更小，但不限于此。另外，以下将描述的光进入表面可以意指以正向行进的光入射的表面。然后，以下将描述的光出射表面可以意指以反向行进的光入射的表面。在本说明书中，诸如术语“透射率”、“延迟值”、“反射率”和“折射率”的光学特性的参考波长可以根据待通过使用光学隔离装置隔离的光来确定。例如，当光学隔离装置旨在隔离可见光区域中的光时，透射率等的参考波长为例如基于具有在400nm至700nm范围内或约550nm的任何波长的光的值。在另一个实例中，当其旨在隔离红外区域中的光时，透射率等的参考波长可以基于例如具有1000nm的波长的光来确定。在另一个实例中，当其旨在隔离紫外区域中的光时，透射率等的参考波长可以基于例如250nm的波长来确定。在本申请中，除非另外说明，否则术语“入射角”为基于光进入表面或光出射表面的法线测量的角度中的具有小的绝对值的角。此外，在本申请中，除非另外说明，否则术语“出射角”为基于光进入表面或光出射表面的法线测量的角度中的具有小的绝对值的角。在此，基于法线在顺时针方向上测量的角度可以由正数表示以及在逆时针方向上测量的角度可以由负数表示。在本申请中，表示角度的值可以为考虑误差范围的值。表示角度的值可以意指例如垂直的、平行的、入射角、出射角和/或倾斜角，并且误差范围可以在±10度以内、在±9度以内、在±8度以内、在±7度以内、在±6度以内、在±5度以内、在±4度以内、在±3度以内、在±2度以内、或在±1度以内。本申请涉及光学隔离元件。本申请的光学隔离元件按照以下顺序包括各自包括光进入表面和光出射表面的第一光路改变元件、第二光路改变元件和第三光路改变元件。此外，第一光路改变元件可以为全息学元件。在本申请中，术语“光进入表面”和“光出射表面”的描述如上所述。在本申请中，术语“光路改变元件”可以意指能够通过使入射光折射、衍射或反射来改变入射光的行进路径的元件。在本申请中，术语“全息”可以意指在光敏介质中形成干涉图案以再现称为全息图的三维图像的技术。此外，术语“全息光学元件(holographicopticalelement，HOE)”可以指包含如上其中形成有干涉图案的光敏介质的元件。具体地，全息光学元件可以意指其中使用记录光在具有光敏颗粒的膜上记录干涉图案的元件。在此，干涉图案可以用作能够使照射至全息光学元件的再现光衍射的衍射光栅。此外，干涉图案可以周期性地重复。全息光学元件可以包含光敏材料作为记录介质。只要光敏材料为能够通过用记录光照射来记录干涉图案的材料即可，类型没有特别限制，其中可以应用已知能够用作光敏材料的材料。作为光敏材料，可以应用光聚合物、光致抗蚀剂、卤化银乳剂、重铬酸盐明胶、感光乳胶、光热塑性或光学衍射(光折变)材料。全息光学元件也可以例如呈仅由光敏材料(例如光聚合物)组成的膜的形式，或者也可以呈具有层状结构的膜的形式例如基底和光聚合物的层层合的形式。在本申请中，“第一光路改变元件”可以意指这样的光学元件：其能够使以预定入射角入射的光以不同于入射角的出射角发射。其详细描述将在下面描述。在一个实例中，第一光路改变元件可以为配置成使得以第一角度的入射角入射的光可以以第二角度的出射角发射的元件。第一角度和第二角度可以为不同的角度。第一角度可以大于-90度且小于90度。在另一个实例中，第一角度可以为-80度或更大、-70度或更大、-60度或更大、-50度或更大、-40度或更大、-30度或更大、-20度或更大、-10度或更大、或者-5度或更大，并且可以为80度或更小、70度或更小、60度或更小、50度或更小、40度或更小、30度或更小、20度或更小、10度或更小、或者5度或更小，并且可以为约0度。第二角度可以大于0度且小于90度。在另一个实例中，第二角度可以为5度或更大、10度或更大、15度或更大、20度或更大、或者25度或更大，并且可以为85度或更小、80度或更小、75度或更小、70度或更小、65度或更小、60度或更小、55度或更小、50度或更小、45度或更小、40度或更小、或者35度或更小，并且也可以为约30度。在另一个实例中，第二角度可以大于-90度且小于0度。在另一个实例中，第二角度可以为-5度或更小、-10度或更小、-15度或更小、-20度或更小、或者-25度或更小，并且可以为-85度或更大、-80度或更大、-75度或更大、-70度或更大、-65度或更大、-60度或更大、-55度或更大、-50度或更大、-45度或更大、-40度或更大、或者-35度或更大，并且可以为约-30度。在一个实例中，第二光路改变元件可以为这样的元件：其配置成使得以第二角度的入射角入射在光进入表面或光出射表面上的光可以透射，并且以第三角度的入射角入射在光进入表面或光出射表面上的光可以以与入射光的方向平行的方向反射。即，第二光路改变元件可以为配置成使得以第三角度的入射角入射在光出射表面上的光以与第三角度相同但是方向相反的角度发射的元件。第二角度和第三角度可以为不同的角度，并且第二角度可以如上所述。在一个实例中，第三角度可以大于0度且小于90度。在另一个实例中，第三角度可以为5度或更大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学隔离元件，按照以下顺序包括第一光路改变元件、第二光路改变元件和第三光路改变元件，所述第一光路改变元件、所述第二光路改变元件和所述第三光路改变元件各自包括光进入表面和光出射表面，/n其中所述第一光路改变元件为这样的元件：使以大于-90度且小于90度的范围内的第一角度的入射角入射在所述光进入表面上的光以不同于所述第一角度的第二角度的出射角发射，以及使以所述第二角度的入射角入射在所述光出射表面上的光以所述第一角度的出射角发射，/n所述第二光路改变元件为这样的元件：使以所述第二角度的入射角入射在所述光进入表面或所述光出射表面上的光透射，以及使以不同于所述第二角度的第三角度的入射角入射在所述光进入表面或所述光出射表面上的光以与该光的方向平行的方向反射，/n所述第三光路改变元件为这样的元件：使以所述第二角度的入射角入射在所述光进入表面上的光以第四角度的出射角发射，以及使以所述第四角度的入射角入射在所述光出射表面上的光以所述第二角度或所述第三角度的出射角分光并发射，/n所述第二角度和所述第三角度各自在大于0度且小于90度的范围内、或在大于-90度且小于0度的范围内，/n所述第四角度在大于-90度且小于90度的范围内，/n所述第一角度与所述第四角度之间的差的绝对值在0度至10度的范围内，/n所述第二角度与所述第三角度之和的绝对值在0度至10度的范围内，以及/n所述第一光路改变元件为全息光学元件。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171020 KR 10-2017-01367421.一种光学隔离元件，按照以下顺序包括第一光路改变元件、第二光路改变元件和第三光路改变元件，所述第一光路改变元件、所述第二光路改变元件和所述第三光路改变元件各自包括光进入表面和光出射表面，
其中所述第一光路改变元件为这样的元件：使以大于-90度且小于90度的范围内的第一角度的入射角入射在所述光进入表面上的光以不同于所述第一角度的第二角度的出射角发射，以及使以所述第二角度的入射角入射在所述光出射表面上的光以所述第一角度的出射角发射，
所述第二光路改变元件为这样的元件：使以所述第二角度的入射角入射在所述光进入表面或所述光出射表面上的光透射，以及使以不同于所述第二角度的第三角度的入射角入射在所述光进入表面或所述光出射表面上的光以与该光的方向平行的方向反射，
所述第三光路改变元件为这样的元件：使以所述第二角度的入射角入射在所述光进入表面上的光以第四角度的出射角发射，以及使以所述第四角度的入射角入射在所述光出射表面上的光以所述第二角度或所述第三角度的出射角分光并发射，
所述第二角度和所述第三角度各自在大于0度且小于90度的范围内、或在大于-90度且小于0度的范围内，
所述第四角度在大于-90度且小于90度的范围内，
所述第一角度与所述第四角度之间的差的绝对值在0度至10度的范围内，
所述第二角度与所述第三角度之和的绝对值在0度至10度的范围内，以及
所述第一光路改变元件为全息光学元件。


2.根据权利要求1所述的光学隔离元件，其中所述第二光路改变元件为全息光学元件。


3.根据权利要求1或2所述的光学隔离元件，其中所述全息光学元件的平均折射率在1.4至1.6的范围内。


4.根据权利要求1所述的光学隔离元件，其中所述第一光路改变元件为包括干涉图案的透射式全息光学元件，并且满足以下方程式1：
[方程式1]<...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴圣珉，韩尚澈，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR