本申请公开了一种镜片阵列镜面的制备装置及制备方法，属于智能穿戴制造领域。装置的光功率调控模块设置于超快激光光源的出射光路上，用于对超快激光进行精细功率调控；光束整形器模块设置于光功率调控模块的出射光路上，用于对聚焦前的超快激光进行光束整形；聚焦模块设置于光束整形器模块的出射光路上，用于会聚超快激光，产生高深径比微细焦场，并将微细焦场置于待加工镜片上；移动模块的工作台固定待加工镜片并能够使超快激光入射方向与待加工镜片入射面法线呈预设角度、待加工镜片位于聚焦模块焦面上且按照预设方向移动，进而使超快激光能够在待加工镜片上直写阵列镜面。本申请可使阵列镜面加工简化，降低成本，良品率高。率高。率高。
【技术实现步骤摘要】
一种镜片阵列镜面的制备装置及制备方法
[0001]本申请涉及智能穿戴制造
，尤其涉及一种镜片阵列镜面的制备装置及制备方法。
技术介绍
[0002]随着增强现实技术(AR技术)的快速发展，越来越多的高科技可穿戴产品走进公众的视野，如AR眼镜。所谓AR眼镜，即在常规眼镜的几何框架中嵌入近眼显示系统，并将微型显示器的画面通过系列光学成像元件投射于人眼中，并在视野前方形成虚像，与真实场景融为一体，起到互相补充，互相“增强”的作用。由于AR眼镜在消费电子、航空航天、国防军事、生物医疗等领域中有较大地应用潜力，国内外科技企业、科研团队越来越重视与AR眼镜相关的技术研发。在AR眼镜中，光耦合输出模块作为光学图像传递的核心组件，担负着将微型显示屏画面终端投影的重要作用。因此，该部件的加工技术研发对于AR眼镜的大规模量产具有重要意义。
[0003]目前，传统的几种光耦合输出模块加工方案主要有：棱镜方案、离轴方案、自由曲面方案、阵列镜面波导方案、以及光栅波导方案等。其中基于传统几何光学设计理念的阵列镜面波导方案，其制造工艺不涉及微纳米级结构加工，可以保证图像传递过程中颜色和对比度等具备较高的质量，成为光耦合输出模块的常用方案。但是，阵列镜面波导方案的阵列镜面加工工艺流程比较繁冗，需要在一个个镜面上分别镀分光薄膜。为了确保整个视场角内出光量均一性，每个镜面上薄膜的分光比还需要根据次序精准调节。对于偏振光信号的传递，阵列镜面上的镀膜层数甚至高达几十层。这对镀膜工艺、阵列镜面粘结工艺等提出极高的要求，导致制造成本增加。而一个制造环节的不合格就会产生迭代效应，影响最终的成像质量，导致良品率低。由此可知，目前该阵列镜面的加工方法不仅繁琐、成本高，而且良品率还极低。
技术实现思路
[0004]本申请实施例通过提供一种镜片阵列镜面的制备装置及制备方法，能够解决现有镜片的阵列镜面的加工方法繁琐、成本高以及良品率低的问题。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种镜片阵列镜面的制备装置，包括超快激光光源，光功率调控模块、光束整形器模块、聚焦模块和移动模块；所述光功率调控模块设置于所述超快激光光源的出射光路上，用于对超快激光进行精细功率调控；所述光束整形器模块设置于所述光功率调控模块的出射光路上，用于对聚焦前的所述超快激光进行光束整形；所述聚焦模块设置于所述光束整形器模块的出射光路上，用于会聚超快激光，产生高深径比微细焦场，并将微细焦场置于待加工镜片上；所述移动模块的工作台用于固定所述待加工镜片，所述工作台能够被调控，以使所述超快激光的入射方向与所述待加工镜片的入射面的法线呈预设角度、所述待加工镜片位于所述聚焦模块的焦面上、且所述待加工镜片按照预设方向移动，进而使所述超快激光能够在所述待加工镜片上直写阵列镜面。
[0006]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述超快激光光源包括振荡器和飞秒激光器；所述振荡器电连接于所述飞秒激光器，用于向所述飞秒激光器提供电信号，以使所述飞秒激光器发射超快激光。
[0007]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述光功率调控模块包括设置于所述超快激光光源与所述光束整形器模块之间的半波片和偏振片；所述半波片靠近所述超快激光光源并能够接收所述超快激光光源发射的所述超快激光，所述偏振片靠近所述光束整形器模块并能够出射所述超快激光。
[0008]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，制备装置还包括光路开闭模块；所述光路开闭模块设置于所述光功率调控模块的出射光路上，且位于所述光功率调控模块与所述光束整形器模块之间。
[0009]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，制备装置还包括控制模块；所述控制模块与所述超快激光光源、所述光束整形器模块、所述移动模块和所述光路开闭模块分别电连接，所述控制模块能够控制所述超快激光光源、所述光束整形器模块、所述移动模块和所述光路开闭模块的工作状态。
[0010]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，制备装置还包括反射镜，所述反射镜设置于所述光束整形器模块与所述聚焦模块之间，用于将所述超快激光反射之后进入所述聚焦模块。
[0011]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述移动模块包括五维位移平台；所述五维位移平台的工作台用于固定所述待加工镜片；当调控所述五维位移平台的X轴移动组件、Y轴移动组件、Z轴移动组件、第一旋转轴和第二旋转轴时，能够实现所述超快激光的入射方向与所述待加工镜片的入射面的法线呈预设角度、所述待加工镜片位于所述聚焦模块的焦面上、且所述待加工镜片按照预设方向移动。
[0012]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述超快激光光源发射的所述超快激光的重复频率在1HZ～1MHz可调。
[0013]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述聚焦模块包括聚焦物镜。
[0014]第二方面，本专利技术实施例提供了一种使用如上述所述的镜片阵列镜面的制备装置进行阵列镜面制备的方法，包括以下步骤：
[0015]清洗所述待加工镜片，并将所述待加工镜片固定于所述移动模块的工作台上；
[0016]对所述待加工镜片进行正交矫正，调整所述移动模块以使所述超快激光的入射方向与所述待加工镜片的入射面的法线呈预设角度且所述待加工镜片位于所述聚焦模块的焦面上；
[0017]打开所述超快激光光源；
[0018]控制所述移动模块以使所述待加工镜片按照预设方向移动，进而所述超快激光能够在所述待加工镜片上直写阵列镜面。
[0019]本专利技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0020]本专利技术实施例提供了一种镜片阵列镜面的制备装置，该制备装置的光功率调控模块设置于超快激光光源的出射光路上，用于对超快激光进行精细功率调控。光束整形器模块设置于光功率调控模块的出射光路上，用于对聚焦前的超快激光进行光束整形。聚焦模块设置于光束整形器模块的出射光路上，用于会聚超快激光，产生高深径比微细焦场，并将
微细焦场置于待加工镜片上。移动模块的工作台用于固定待加工镜片，工作台能够被调控，以使超快激光的入射方向与待加工镜片的入射面的法线呈预设角度、待加工镜片位于聚焦模块的焦面上、且待加工镜片按照预设方向移动，进而使超快激光能够在待加工镜片上直写阵列镜面。相较于现有技术中镜片的阵列镜面的制备方法，本申请通过将调控后的超快激光射向待加工镜片，并通过调整待加工镜片的位置，能够对待加工镜片直写阵列镜面，通过使用本申请的制备装置能够使镜片阵列镜面的加工简单化，降低了成本，同时良品率较高。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本专利技术实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本申请实施例提供的镜片阵列镜面的制备装置的结构示意图；
[0023]图2为本申请实施例本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种镜片阵列镜面的制备装置，其特征在于，包括超快激光光源，光功率调控模块、光束整形器模块、聚焦模块和移动模块；所述光功率调控模块设置于所述超快激光光源的出射光路上，用于对超快激光进行精细功率调控；所述光束整形器模块设置于所述光功率调控模块的出射光路上，用于对聚焦前的所述超快激光进行光束整形；所述聚焦模块设置于所述光束整形器模块的出射光路上，用于会聚超快激光，产生高深径比微细焦场，并将微细焦场置于待加工镜片上；所述移动模块的工作台用于固定所述待加工镜片，所述工作台能够被调控，以使所述超快激光的入射方向与所述待加工镜片的入射面的法线呈预设角度、所述待加工镜片位于所述聚焦模块的焦面上、且所述待加工镜片按照预设方向移动，进而使所述超快激光能够在所述待加工镜片上直写阵列镜面。2.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于，所述超快激光光源包括振荡器和飞秒激光器；所述振荡器电连接于所述飞秒激光器，用于向所述飞秒激光器提供电信号，以使所述飞秒激光器发射超快激光。3.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于，所述光功率调控模块包括设置于所述超快激光光源与所述光束整形器模块之间的半波片和偏振片；所述半波片靠近所述超快激光光源并能够接收所述超快激光光源发射的所述超快激光，所述偏振片靠近所述光束整形器模块并能够出射所述超快激光。4.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于，还包括光路开闭模块；所述光路开闭模块设置于所述光功率调控模块的出射光路上，且位于所述光功率调控模块与所述光束整形器模块之间。5.根据权利要求4所述的制备装置，其特征在于，还包括控制模块；所述控制模块与所...
【专利技术属性】
技术研发人员：张国栋，程光华，王江，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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