光学装置制造方法及图纸

一种光学装置，包括：第一波导，第一波导包括第一表面；以及第二波导，第二波导包括第二表面，其中，第一波导处于相对于第二波导的固定位置，其中第一表面至少部分地面向第二表面，并且第一表面包括第一定位元件，其中，第一定位元件是纳米压印光刻NIL结构，光学装置还包括粘合剂，粘合剂被布置成用于将第一表面附接至第二表面，其中，第一定位元件被布置成控制粘合剂的位置，并且第一定位元件包括：亲性区域，该亲性区域被适配成吸引粘合剂；或者疏性区域，该疏性区域被适配成排斥粘合剂。一种用于制造光学装置的方法。用于制造光学装置的方法。用于制造光学装置的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学装置


[0001]本公开内容涉及包括波导的光学装置。例如，这样的光学装置可以用在近眼显示器中。

技术介绍

[0002]在各种场景下需要包括多个堆叠的波导的光学装置。例如，可以将多个堆叠的波导中的每一个优化为引导具有相应不同频率的光，使得光学装置总体上能够引导宽频率范围的光。
[0003]例如，在虚拟现实头戴式耳机中，在用户的一只或两只眼睛的前面提供包括一个或更多个波导的光学装置。光投影仪将光朝向波导传输。光可以通过输入衍射光栅耦合到每个波导中。然后，光通过全内反射在每个波导内传播，并且输出衍射光栅将光耦合出每个波导并且朝向观看者。
[0004]另外，观看者可以能够看到来自其外部环境、通过波导透射的光以及来自投影仪的投射光。这可以提供增强现实体验。
[0005]在虚拟现实或增强现实的领域中的一个挑战是利用投射光提供全色显示。光学器件引入的像差和效应意味着这在实践中可能难以实现。通过堆叠针对不同频率优化的多个波导，每个波导可以提供全色显示的颜色分量，同时使任何像差或不期望的光学效应最小化。
[0006]应用具有堆叠的波导的光学装置要求波导在堆叠中的精确定位。例如，波导优选地保持尽可能地靠近在一起，以减小光学装置的表观体积。然而，波导之间的距离必须保持足够大以消除倏逝波耦合并且使串扰或能量损失最小化。类似地，必须精确地控制波导的横向定位，例如以对准不同波导的光学功能区域。
[0007]堆叠的波导通常使用诸如胶水的粘合剂彼此附接。然而，这样的粘合剂的问题在于它们能够流动。在流动的粘合剂的情况下，难以精确地控制波导之间的距离或者波导的横向定位，因为当粘合剂固化时，这些属性中的任一者或两者可能改变。
[0008]因此，期望提供包括多个波导、其中精确地控制波导的相对定位的光学装置。
[0009]另外，每个波导在表面上具有至少一个光学功能区域。例如，所述至少一个光学功能区域可以是光进入或离开波导的区域。流动的粘合剂可能沿着表面部分地流动到光学功能区域中，并且妨碍波导起作用或降低波导的有效性。
[0010]因此，期望提供包括多个波导、其中精确地控制波导之间的粘合剂的位置的光学装置。

技术实现思路

[0011]根据本公开的第一方面，提供了一种光学装置，该光学装置包括：第一波导，第一波导包括第一表面；以及第二波导，第二波导包括第二表面，其中，第一波导处于相对于第二波导的固定位置，其中第一表面至少部分地面向第二表面，并且第一表面包括第一定位
元件，其中，第一定位元件是纳米压印光刻NIL结构。
[0012]提供NIL定位元件具有更方便以及/或者更准确地限定第一波导和第二波导的相对位置的效果。
[0013]可选地，第一定位元件被布置成控制第二表面相对于第一表面的位置。
[0014]通过特别地使用NIL定位元件以控制两个表面的相对位置，定位元件可以用作对两个表面的相对位置的精确物理约束。
[0015]可选地，第一定位元件被布置成控制第一表面与第二表面之间的间隔。
[0016]使用NIL定位元件来控制两个波导之间的间隔意味着不再必需使用基于光学反馈例如通过波导的图像或基准点的跟踪的更复杂的定位技术。而是，两个表面可以简单地物理地接触放置，并且NIL定位元件可以正确地控制波导之间所需的间隔。
[0017]可选地，第二表面包括第二定位元件，该第二定位元件是纳米压印光刻NIL结构。
[0018]在与第一表面相对的表面上设置第二定位元件加强了在第一表面上的第一定位元件的优点。另外，通过跨两个表面扩展定位功能，可以降低每个表面上的NIL改性的密度。
[0019]可选地，第二定位元件被适配成与第一定位元件接合。
[0020]在波导的相对的表面上提供定位元件并且将定位元件适配成彼此接合意味着一个表面上的定位元件不必接触相对表面。因此，这减少了在光学装置的组装期间损坏波导的表面的可能性。
[0021]可选地，光学装置还包括粘合剂，粘合剂被布置成用于将第一表面附接至第二表面。
[0022]将波导附接在一起确保保持了精确的相对定位。
[0023]可选地，第一定位元件被布置成控制粘合剂的位置。
[0024]提供用于控制粘合剂的位置的定位元件使得能够精确控制粘合剂所处的位置，从而确保粘合剂充分地设置在旨在用于粘附两个表面的区域中，并且确保粘合剂不存在于不旨在用于粘附两个表面的区域中。
[0025]可选地，第一定位元件包括：亲性区域，该亲性区域被适配成吸引粘合剂；或者疏性区域，该疏性区域被适配成排斥粘合剂。
[0026]修改第一表面的吸引性或排斥性意味着定位元件可以在不使用固体突起来阻挡和/或容纳粘合剂的情况下控制粘合剂的位置。例如，这在不减少可以包含在两个波导之间的粘合剂的体积的情况下控制了粘合剂的位置，并且使得能够在不损坏定位元件的情况下移除粘合剂。
[0027]可选地，第一表面或第二表面包括光学功能区域，第一定位元件包括屏障部分，该屏障部分被布置成围绕光学功能区域，并且粘合剂布置在屏障部分外侧的第一表面上。
[0028]屏障部分的这种布置具有以下优点：防止粘合剂流动到光学功能区域中，并且因此增加了光学装置在组装之后正确发挥功能的可能性。
[0029]可选地，粘合剂不透明。
[0030]使用不透明粘合剂使得粘合剂能够同时减少来自不旨在作为波导的输入的光源的干扰。
[0031]可选地，粘合剂被适配成控制第一表面与第二表面之间的间隔。
[0032]使用被适配成控制波导之间的间隔的粘合剂意味着定位元件可以同时且协同地
防止粘合剂扩散到其不应当扩散到的区域，并且提高波导之间间隔的精度。
[0033]可选地，粘合剂包括微球或珠粒。
[0034]微球和珠粒为粘合剂提供了固态或弹性组分，其设置了粘合剂的最小厚度。通过控制微球或珠粒的大小，也可以控制波导之间的间隔。
[0035]根据本公开内容的第二方面，提供了一种用于制造光学装置的方法，该光学装置包括第一波导和第二波导，其中，第一波导处于相对于第二波导的固定位置，该方法包括：在第一波导的第一表面上执行纳米压印光刻，以在第一表面上产生定位元件；使用定位元件将第一波导布置在相对于第二波导的固定位置，其中第一表面至少部分地面向第二表面。
[0036]执行纳米压印光刻以产生NIL定位元件具有更方便以及/或者更准确地限定第一波导和第二波导的相对位置的效果。
附图说明
[0037]图1是根据已知技术制造的光学装置的示意图；
[0038]图2A是根据实施方式的光学装置的示意图；
[0039]图2B是其中第一定位元件被适配成与第二定位元件接合的光学装置的示意图；
[0040]图3A和图3B是表面的疏性区域和亲性区域的示意图；
[0041]图4A和图4B是波导表面上的定位元件的示意图；
[0042]图5是示意性地示出根据实施方式的制造本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光学装置，包括：第一波导，其包括第一表面；以及第二波导，其包括第二表面，其中，所述第一波导处于相对于所述第二波导的固定位置，其中所述第一表面至少部分地面向所述第二表面，并且所述第一表面包括第一定位元件，其中，所述第一定位元件是纳米压印光刻NIL结构，所述光学装置还包括粘合剂，所述粘合剂被布置成用于将所述第一表面附接至所述第二表面，其中，所述第一定位元件被布置成控制所述粘合剂的位置，并且所述第一定位元件包括：亲性区域，其被适配成吸引所述粘合剂；或者疏性区域，其被适配成排斥所述粘合剂。2.根据权利要求1所述的光学装置，其中，所述第一定位元件被布置成控制所述第二表面相对于所述第一表面的位置。3.根据权利要求2所述的光学装置，其中，所述第一定位元件被布置成控制所述第一表面与所述第二表面之间的间隔。4.根据任一前述权利要求所述的光学装置，其中，所述第二表面包括第二定位元件，所述第二定位元件是纳米压印光刻NIL结构。5.根据任一前述权利要求所述的光学装置，其中，所述第二定位元件被适配成与所述第一定位元件接合。6.根据任一前述权利要求所述的光学...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯，
申请(专利权)人：斯纳普公司，
类型：发明
国别省市：