超表面微纳结构单片全色彩波导镜片及AR显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种超表面微纳结构单片全色彩波导镜片及AR显示装置。该超表面微纳结构全色彩波导镜片包括波导衬底、耦入光栅和耦出光栅；其中，耦入和耦出光栅均为一维多条矩形微纳结构超表面光栅，位于波导衬底表面，且分布在所述波导衬底的两端；在每个周期内，耦入和耦出光栅均有多条亚波长宽度矩形微纳超表面结构。相比传统光栅，超表面光栅存在不同波长的共振效应，可在大入射角的下对红绿蓝三色光具有高且均衡的1级透射衍射效率。镜片视场角大，视觉体验感强，仅单片波导镜片即可实现全彩色显示，采用该波导镜片的AR显示装置重量轻，可穿戴性佳。相比普通光栅，多条矩形微纳结构超表面光栅的设计变量多，设计灵活，更易加工。

【技术实现步骤摘要】
超表面微纳结构单片全色彩波导镜片及AR显示装置
本专利技术涉及透射光栅
和显示
，具体涉及一种超表面微纳结构单片全色彩波导镜片及AR显示装置。
技术介绍
增强现实（AugmentedReality；AR）技术是一种将虚拟信息与现实世界相互融合的技术。以AR眼镜为代表的AR近眼显示装置，通过一系列光学成像元件将显示器上的画面传递到人眼，其透视性使得真实场景同时映入人眼。AR眼镜佩戴者可观看到一个叠加了虚拟画面的现实世界，现实体验感被极大加强。基于上述特点，AR技术在工业设计、机械制造、建筑、教育、军事和娱乐等领域有着广泛的应用前景。光学成像元件用于光传输和成像，是AR眼镜的关键。目前比较成熟的光学成像方案主要包括小棱镜、大小曲面、离轴全息透镜和波导四种。前两种光学方案体积偏大，可穿戴性差；全息透镜体积小，可获得大视场角，但眼动范围小。波导轻薄，对外界光线的穿透性高，量产成本可控，且设计灵活，被认为是消费级AR眼镜的首选。根据光耦入和耦出波导的结构的不同，波导方案又分几何波导、衍射光栅波导和体全息光栅波导三种。几何波导又称为阵列本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超表面微纳结构单片全色彩波导镜片，其特征在于，包括波导衬底、耦入光栅和耦出光栅；在一个光栅周期内，所述耦入光栅和耦出光栅结构相同，均为一维多条矩形微纳结构超表面光栅，均位于所述波导衬底表面，且分布在所述波导衬底的两端；/n所述一维多条矩形微纳结构超表面光栅的折射率大于等于所述波导衬底折射率；/n所述一维多条矩形微纳结构超表面光栅，在每个光栅周期内，所述矩形微纳结构的个数大于等于2；/nRGB三色光信号进入耦入光栅，其1级透射光以大于波导衬底全反射角的角度进入波导衬底中，以全反射的形式向前传输，遇过耦出光栅时输出，进入人眼。/n

【技术特征摘要】
1.一种超表面微纳结构单片全色彩波导镜片，其特征在于，包括波导衬底、耦入光栅和耦出光栅；在一个光栅周期内，所述耦入光栅和耦出光栅结构相同，均为一维多条矩形微纳结构超表面光栅，均位于所述波导衬底表面，且分布在所述波导衬底的两端；
所述一维多条矩形微纳结构超表面光栅的折射率大于等于所述波导衬底折射率；
所述一维多条矩形微纳结构超表面光栅，在每个光栅周期内，所述矩形微纳结构的个数大于等于2；
RGB三色光信号进入耦入光栅，其1级透射光以大于波导衬底全反射角的角度进入波导衬底中，以全反射的形式向前传输，遇过耦出光栅时输出，进入人眼。


2.根据权利要求1所述的一种超表面微纳结构单片全色彩波导镜片，其特征在于，所述波导衬底的折射率为1.4~2.2。


3.根据权利要求1所述的一种超表面微纳结构单片全色彩波导镜片，其特征在于，所述一维多条矩形微纳结构超表面光栅，在每个光栅周期内均有多条矩形微纳结构，且每条所述矩形微纳结构的高度相同，但线宽和相邻所述矩形微纳结构的间距可不同。


4.根据权利要求1所述的一种超表面微纳结构单片全色彩波导镜片，其特征在于，所述一维多条矩形微纳结构超表面光栅，在每个光栅周期内的多条矩形微纳结构的线宽和相邻所述矩形微纳结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨柳，古頔阳，梁晨晖，孙理斌，陈杭，陈远，
申请(专利权)人：浙江大学，舜宇光学浙江研究院有限公司，宁波舜宇奥来技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33