通过喷墨印刷沉积制造具有可变折射率轮廓的衍射光学元件制造技术

本公开内容的多个实施方式一般涉及光学装置。更具体而言，本文所述的多个实施方式涉及光学装置和制造光学装置的方法，光学装置具有有跨基板的表面的改变的深度或折射率中的至少一者的光学装置结构。根据某些实施方式，喷墨处理用于沉积体积可变光学装置，此光学装置经蚀刻以形成衍射光学元件(DOE)。体积可变可与光学装置的厚度或以组合方式沉积的两种或更多种衍射材料的相对体积有关。根据其他多个实施方式，在基板上沉积单一轮廓DOE并且喷墨处理在DOE之上沉积体积可变有机材料。将DOE和有机材料蚀刻以修改结构的轮廓，然后移除有机材料，从而留下经修改轮廓DOE。从而留下经修改轮廓DOE。从而留下经修改轮廓DOE。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过喷墨印刷沉积制造具有可变折射率轮廓的衍射光学元件
[0001]背景


[0002]本公开内容的多个实施方式一般涉及光学装置。更具体而言，本文所述的多个实施方式涉及光学装置和制造光学装置的方法，光学装置具有有改变的轮廓和折射率的光学装置结构。

技术介绍

[0003]衍射光学元件(DOE)是常见的光学元件，用于操作光的解决方案，例如组合、聚焦或其他功能。DOE的示例应用包含虚拟现实(virtual reality)和增强现实(augmented reality)产品，这些应用增强或改变用户的视野中的影像。虚拟现实通常被视为计算机产生的仿真环境，在该仿真环境中用户具有外观的实体存在。虚拟现实体验可以3D产生并且用头戴式显示器(HMD)观看，例如眼镜或其他穿戴式显示设备，眼镜或其他穿戴式显示设备具有近眼显示面板作为镜片以显示虚拟现实环境，该虚拟现实环境在视觉上取代在用户的视野中的实际环境。
[0004]然而，增强现实能够实现一种体验，在该体验中使用者仍可看穿眼镜或其他HMD装置的显示镜片以观看周围环境，而同时亦可看见用于显示所产生的虚拟对象的影像并且呈现作为环境的一部分。增强现实可包含任何类型的输入，例如音频输入和触觉输入，以及扩增或增强使用者所体验的环境的虚拟图像、图形和视频。作为新兴技术，增强现实存在许多挑战和设计限制。
[0005]一个这样的挑战是显示叠加在周围环境上的虚拟图像。增强波导组合器用以协助叠加影像。产生的光耦合入增强波导组合器中，传播经过增强波导组合器，从增强波导组合器耦合出，并且叠加在周围环境上。通过表面浮雕光栅将光耦合入增强波导组合器中和从增强波导组合器耦合出。可能无法充分控制耦合出的光的衍射效率和方向性。
[0006]因此，本领域需要用于DOE制造的改善的系统和方法。

技术实现思路

[0007]本公开内容的多个实施方式一般涉及光学装置。更具体而言，本文所述的多个实施方式涉及光学装置和制造光学装置的方法，光学装置具有有跨(across)基板的表面的改变的深度或折射率中的至少一个的光学装置结构。根据某些实施方式，喷墨处理用于沉积体积可变光学装置，此光学装置经蚀刻以形成衍射光学元件(DOE)。体积可变可与光学装置的厚度或以组合方式沉积的两种或更多种衍射材料的相对体积有关。根据其他多个实施方式，在基板上沉积单一轮廓DOE并且喷墨处理在DOE之上沉积体积可变有机材料。DOE和有机材料被蚀刻以修改结构的轮廓，然后移除有机材料，从而留下经修改轮廓DOE。
[0008]根据某些实施方式，公开用于制造衍射光学元件(DOE)的系统，此系统包含一个或多个处理器，此处理器被构造为使系统接收基板，和使用喷墨处理将具有厚度的膜层沉积
在基板的一部分上，使膜层体积改变以改变膜层的折射性质。
[0009]在某些实施方式中，公开储存指令的非暂时性计算机可读储存介质，当由处理系统的处理器执行指令时，使处理系统接收基板，和使用喷墨处理将具有厚度的膜层沉积在基板的一部分上，使膜层体积改变以改变膜层的折射性质。
[0010]在某些实施方式中，公开用于制造衍射光学元件(DOE)的系统，此系统包含一个或多个处理器，此处理器被构造为使系统接收上面提供有均匀DOE的基板，和使用喷墨处理沉积具有厚度的膜层，此膜层在DOE上体积改变，以形成封装的均匀DOE。
附图说明
[0011]为了能够详细理解本公开内容的上述特征结构的方式，通过参照多个实施方式可获得以上简要总结的本公开内容的更特定描述，这些实施方式中的一些实施方式绘示于附图中。然而，应注意，附图仅绘示多个示例性实施方式，因此不应视为限制本公开内容范畴，并且可允许其他多个等效实施方式。
[0012]图1描绘根据某些实施方式的用于制造具有可变折射率(RI)轮廓的衍射光学元件(DOE)的系统。
[0013]图2描绘根据某些实施方式的用于制造具有可变折射率轮廓的衍射光学元件的流程图。
[0014]图3描绘根据某些实施方式的用于制造具有可变折射率轮廓的衍射光学元件的制造流程。
[0015]图4描绘根据某些实施方式的用于制造具有可变折射率轮廓的衍射光学元件的制造流程。
[0016]图5描绘根据某些实施方式的用于制造具有可变折射率轮廓的衍射光学元件的方法。
[0017]图6描绘根据某些实施方式的用于制造具有可变折射率轮廓的衍射光学元件的流程图。
[0018]图7描绘根据某些实施方式的用于制造具有可变折射率轮廓的衍射光学元件的制造流程。
[0019]图8描绘根据某些实施方式的用于制造具有可变折射率轮廓的衍射光学元件的方法。
[0020]图9描绘根据某些实施方式的示例处理系统，该示例处理系统可用于操作用于制造具有可变折射率轮廓的衍射光学元件的系统和方法和系统。
[0021]为了促进理解，在可能的情况下使用了相同的附图标记来指称图式中共有的相同元件。预期一个实施方式的元件和特征结构可有益地并入其他多个实施方式中，而无需进一步叙述。
具体实施方式
[0022]本公开内容的多个实施方式一般涉及光学装置。更具体而言，本文所述的多个实施方式涉及光学装置和制造光学装置的方法，光学装置具有有跨基板的表面的改变的深度或折射率中的至少一者的光学装置结构。根据某些实施方式，喷墨处理用于沉积体积可变
光学装置，此光学装置被蚀刻以形成衍射光学元件(DOE)。体积可变可与光学装置的厚度或以组合方式沉积的两种或更多种衍射材料的相对体积有关。根据其他多个实施方式，在基板上沉积单一轮廓DOE并且喷墨处理在DOE之上沉积体积可变有机材料。DOE和有机材料被蚀刻以修改结构的轮廓，然后移除有机材料，从而留下经修改轮廓DOE。
[0023]习知地，具有改变的厚度轮廓的DOE为经由迭代(iterative)处理发展，此迭代处理需要多个步骤来界定DOE可变轮廓，包含涂覆(overcoat)、光刻术(photolithography)和蚀刻。除了耗时且昂贵之外，每个迭代沉积和蚀刻的层皆带来引入错误的额外风险，无论是经由处理错误、污染、错位和类似问题。
[0024]根据某些实施方式，通过使用喷墨处理将可变轮廓结构沉积至基板上，并且蚀刻此结构以获得期望的轮廓的DOE，可至少部分地避免习知方式的缺点。在一些实施方式中，可变轮廓结构是体积可变的，以在沉积的结构的过程中使用喷墨沉积处理的可变流动特性来提供可变厚度。在其他多个实施方式中，可变轮廓结构是体积可变的，以提供具有不同折射率(RI)性质的改变的材料体积，而厚度维持在恒定厚度。根据一些实施方式，除了具有不同RI性质的材料的可变组成之外，轮廓亦可具有可变厚度。
[0025]示例系统
[0026]图1描绘根据某些实施方式的用于制造具有可变折射率(RI)轮廓的衍射光学元件(DOE)的系统100。预处理系统104包含在使用以下论述的喷墨沉积系统108沉积一个或多个结构之前用于处理基板的一个或多个系统。预处理系统104可包含任何本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制造衍射光学元件(DOE)的系统，所述系统包括：一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被构造为使所述系统：接收基板；和使用喷墨处理将具有厚度的光学结构沉积在所述基板的一部分上，使所述光学结构体积改变以改变所述光学结构的折射性质。2.如权利要求1所述的系统，所述一个或多个处理器进一步被构造为使所述系统在所述光学结构之上沉积图案化光刻胶层。3.如权利要求2所述的系统，所述一个或多个处理器进一步被构造为使所述系统基于所述图案化光刻胶层蚀刻所述光学结构，以形成DOE。4.如权利要求3所述的系统，其中所述光学结构是无机光学结构。5.如权利要求3所述的系统，其中通过改变所述光学结构的所述厚度来使所述光学结构体积改变。6.如权利要求3所述的系统，其中所述光学结构包括具有第一折射率的第一材料和具有第二折射率的第二材料，并且其中通过改变所述第一材料和所述第二材料的体积来使所述光学结构体积改变。7.如权利要求6所述的系统，其中所述光学结构的所述厚度是恒定的。8.一种储存指令的非暂时性计算机可读储存介质，当由处理系统的处理器执行所述指令时，所述指令致使所述处理系统：接收基板；和使用喷墨处理将具有厚度的光学结构沉积在所述基板的一部分上，使所述光学结构体积改变以改变所述光学结构的折射性质。9.如权利要求8所述的非暂时性计算机可读储存介质，所述一个或多个处理器进一步被构造为使所述系统在所述光学结构之上沉积图案化光刻胶层。10.如权利要求9所述的非暂时性计算机可读储存介质，所述一个或多个处理器进一步被构造为使所述系统基于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗康，邓晓培，张代化，卢多维克，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：