衍射光波导器件、光波导设计方法以及增强现实设备技术

技术编号:45801230 阅读:15 留言:0更新日期:2025-07-11 20:15
本发明专利技术提供了一种衍射光波导器件、光波导设计方法以及增强现实设备,其能够在一定程度上提高色彩均匀性的同时,保证了光波导的效率。该衍射光波导器件包括:波导基底;耦入单元,具有相互分离第一和第二耦入光路,用于将图像光分两路耦入波导基底,以分别沿着第一和第二耦入光路传播;设置于波导基底的转折单元,包括分部位于第一和第二耦入光路中的第一和第二转折光栅,该第一和第二转折光栅均为一维转折光栅;以及设置于波导基底的耦出单元,包括对应于第一转折光栅的第一耦出光栅和对应于第二转折光栅的第二耦出光栅,该第一和第二耦出光栅为互不重叠的二维耦出光栅,并且该第一耦出光栅的光栅周期不同于该第二耦出光栅的光栅周期。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及衍射波导,特别是涉及一种衍射光波导器件、光波导设计方法以及增强现实设备


技术介绍

1、衍射光波导方案作为ar(augmented reality,增强现实)光学显示中业界公认的最为重要的技术路径,其为增强现实设备提供了轻薄、外观表现贴近常规眼镜等优势。由于衍射光波导方案是利用光栅的衍射实现整个光路的转折,其衍射作用也会对不同波段的光带来比较大的色散情况,导致出现颜色均匀性较差的问题,目前针对这一问题常用的解决方案是采用两层或三层光波导分别传输不同波段的光来矫正色差,但这也带来了厚度厚、重量大等弊端;因此,利用单片全彩光波导来解决色彩均匀性和重量的方案已经成为衍射光波导的当前重要需求。

2、目前,现有单片光波导提高色彩均匀性的方案要么是利用光栅的高级衍射,使不同波段的光在不同级次内传播以达到消色差的目的,要么是利用单层双面或单层双k域通道叠加的方案来达到提高色彩均匀性的目的。然而,针对高阶级次分别传输不同波段的单片全彩光波导方案,不仅因不同级次在传输过程中会对效率不断分化,导致难以达到波导的一般效率要求,而且多级衍射之间的相互干扰本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.衍射光波导器件,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的衍射光波导器件,其特征在于,所述第一耦出光栅的光栅周期范围为310nm至330nm;所述第二耦出光栅的光栅周期范围为410nm至430nm。

3.根据权利要求2所述的衍射光波导器件,其特征在于,所述第一耦出光栅的光栅矢量模长大于所述第二耦出光栅的光栅矢量模长。

4.根据权利要求1至3中任一所述的衍射光波导器件,其特征在于,所述耦入单元为设置于所述波导基底的二维耦入光栅;所述二维耦入光栅具有分别沿着所述第一耦入光路和所述第二耦入光路的两个光栅矢量,并且沿着所述第一耦入光路的光栅矢量模长大于沿...

【技术特征摘要】

1.衍射光波导器件,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的衍射光波导器件,其特征在于,所述第一耦出光栅的光栅周期范围为310nm至330nm;所述第二耦出光栅的光栅周期范围为410nm至430nm。

3.根据权利要求2所述的衍射光波导器件,其特征在于,所述第一耦出光栅的光栅矢量模长大于所述第二耦出光栅的光栅矢量模长。

4.根据权利要求1至3中任一所述的衍射光波导器件,其特征在于,所述耦入单元为设置于所述波导基底的二维耦入光栅;所述二维耦入光栅具有分别沿着所述第一耦入光路和所述第二耦入光路的两个光栅矢量,并且沿着所述第一耦入光路的光栅矢量模长大于沿着所述第二耦入光路的光栅矢量模长。

5.根据权利要求4所述的衍射光波导器件,其特征在于,所述二维耦入光栅、所述第一转折光栅、所述第二转折光栅、所述第一耦出光栅以及所述第二耦出光栅均位于所述波导基底的前表面,其中所述第一耦出光栅和所述第二耦出光栅相互拼接。

6.根据权利要求4所述的衍射光波导器件,其特征在于,所述二维耦入光栅、所述第一耦出光栅以及所述第二耦出光栅均为呈缺角棱形分布的二维光栅;所述第一转折光栅和所述第二转折光栅为一维闪耀光栅。

7.根据权利要求1至3中任一所述的衍射光波导器件,其特征在于,所述耦入单元包括设置于所述波导基底的第一耦入光栅和第二耦入光栅;其中所述第一耦入光栅和所述第二耦入光栅均为一维耦入光栅,并且所述第一耦入光栅具有沿着所述第一耦入光路的光栅矢量,所述第二耦入光栅具有沿着所述第二耦入光路的光栅矢量。

8.根据权利要求7所述的衍射光波导器件,其特征在于,所述第一耦入光栅和所述第二耦入光栅均位于所述波导基底的前表面;或者,所述第一耦入光栅和所述第二耦入光栅分别位于所述波导基底的前表面或后表面。

9.根据权利要求1至3中任一所述的衍射光波导器件,其特征在于,所述第一转折光栅和所述第二转折光栅被对称布置;所述第一转折光栅的光栅矢量与x轴的夹角大小为120°+a+n*180°,其中a为所述第一耦...

【专利技术属性】
技术研发人员:侍鹏高一峰陈远
申请(专利权)人:舜宇奥来微纳光电信息技术上海有限公司
类型:发明
国别省市:

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