本发明专利技术描述一种工艺的实施例，其包含：在一材料的衬底的表面上图案化一个或一个以上反射器，所述表面相对于所述材料的(100)结晶平面以选定角度定向；及在所述表面中蚀刻一个或一个以上反射器，每一反射器包含由所述材料的(111)结晶平面形成的一个或一个以上反射表面。本发明专利技术还描述用于形成经模制波导的工艺实施例，其包含：制备波导模具，所述波导模具包括母模，所述母模在母模材料的衬底的表面上包含一个或一个以上反射器，所述表面相对于所述材料的(100)结晶平面以选定角度定向，每一反射器包含由所述材料的(111)结晶平面形成的一个或一个以上反射表面；将波导材料注射到所述波导模具中；及使所述经模制波导从所述波导模具脱模。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
所揭示实施例大体来说涉及光学器件，且特定来说(但非排他性地)涉及一种图像中继波导及其制作方法。
技术介绍
波导用于以通道方式传输电磁辐射且将其从起点输送到目的地。通常，例如可见光的辐射进入波导的一部分、通过从波导的侧反射而被输送穿过所述波导且在波导的另一部分处射出。在某些应用中，必须在极严格的尺寸及角度公差内仔细地制造波导，使得行进穿过波导的辐射的信息内容得以保存。
技术实现思路
【附图说明】参考以下各图描述本专利技术的非限制性及非穷尽实施例，其中除非另有规定，否则在所有各个视图中相似参考编号指代相似部件。图1A是图像中继波导的实施例的横截面图式。图1B是波导中的反射器的实施例横截面图式。图2A-2D是用于在衬底中形成一个或一个以上反射器的工艺的实施例的横截面图式。图3A-3F是用于在衬底中形成一个或一个以上反射器的工艺的另一实施例的横截面图式。图4A-4D是用于在衬底中形成一个或一个以上二维反射器的工艺的实施例的图式。图5A-?是用于制造图像中继波导的工艺的实施例的横截面图式。图6是图像中继波导的实施例的横截面图式。【具体实施方式】本专利技术描述图像中继波导及其制作方法的实施例。描述众多特定细节以提供对本专利技术的实施例的透彻理解，但相关领域的技术人员将认识到，可在无所述特定细节中的一者或一者以上的情况下或借助其它方法、组件、材料等实践本专利技术。在一些实例中，未详细展示或描述众所周知的结构、材料或操作，但尽管如此其仍涵盖在本专利技术的范围内。在本说明书通篇中对“一个实施例”或“一实施例”的提及意指结合所述实施例所描述的特定特征、结构或特性包含于至少一个所描述的实施例中。因此，在本说明书中短语“在一个实施例中”或“在一实施例中”的出现未必全部指代同一实施例。此外，所描述的特定特征、结构或特性可以任何适合方式组合于一个或一个以上实施例中。图1A-1B图解说明基于全内反射的波导100的实施例。波导100包含具有第一表面104及第二表面106的衬底102。一对反射器108及112形成于表面104中，且所述反射器由不具有反射器的区110分离。在波导100的操作中，多个射线114通过表面106进入波导且从反射器108反射到区110中。如果射线的角度超过全内反射的临界角，那么射线114将在区110中在波导的表面处于例如115a、115b及115c的位置处被内反射。所述射线沿着穿过区110的路径行进直到其到达反射器112为止，在反射器112处所述射线经反射使得其通过表面106射出波导。或者，为了使全内反射不必要，可用金属或用薄膜光学堆叠涂覆波导的表面以提供高反射率。图1B图解说明例如反射器108的反射器的实施例。在波导100的一个实施例中，反射器108与112可具有相同配置，但在其它实施例中，其可被不同地配置。反射器108包含一个或一个以上反射表面118a-118c，其中的每一者相对于表面104以角度β定向。通过表面106进入波导的射线以角度α入射于反射表面118a_118c上且依据反射定律从表面118a_118c以角度α被反射。如果图像平面的距离为无限大(即，射线经准直)，那么个别射线的角度表示图像中的空间信息。为了保存此空间信息，在射线传播进入且穿过波导时必须保存射线角度。反射表面118a-118c的定向或平坦度的小误差可能引入角度误差，而角度误差又导致由射出波导的射线形成的图像中的误差或假影。如果反射表面118a-118c中的表面不平行(例如，角度β对于所有表面并不相同)，那么也引入传播角度的误差，从而导致降级的图像。反射表面118的角度误差可由制造工具误差产生。波导可由注射模制、浇注或热压制作而成，且在此类情况中，用于图案化反射器108及112的工具的任何误差均在波导中被复制。图2A-2D共同图解说明用于在衬底中形成一个或一个以上反射器的工艺。图2Α图解说明所述工艺的初始部分，其中从晶锭202切割晶片208。晶锭是通过合成手段产生的材料的单晶锭块；所使用的晶锭材料将取决于由所述材料制成的装置的预期应用，但晶锭的不同实施例可由可选择性地蚀刻的任何材料制成，例如单晶硅。在所图解说明的实施例中，晶锭202的形状为大体圆柱形且关于轴204轴对称。晶锭202经产生使得材料的(100)结晶平面法向于轴204，或换句话说，使得(100)平面的法线平行于轴204，如所述图中所展示。使用结晶学技术中己知的命名约定，(100)表示材料晶格中的晶体平面的米勒指数。为了开始形成例如波导的装置，首先从晶锭202切割晶片208。可借助金刚石锯沿着法向于轴204的平面从所述晶锭切割厚度Λ的晶片208，使得晶片208具有大体圆形形状。在从所述晶锭切割晶片208之后，可对所述晶片执行例如表面抛光的额外处理步骤。图2Β图解说明从晶锭202切割的晶片208的实施例。晶片208或其某一部分可用作可在其上形成一个或一个以上反射器以制作波导的衬底。由于沿着法向于轴的平面从晶锭切割，因此晶片208具有顶表面210及底表面212。表面210与212间隔开厚度Λ、彼此平行且两者均为所述材料的(100)结晶平面。晶片208的材料内的结晶平面的对准由所述材料的晶体结构决定。在晶片208中，所述材料包含一对(111)结晶平面214及216。平面214相对于表面210以角度a定向，而平面216相对于表面210以角度c定向。平面214及216相对于彼此以角度b定位，且平面214及216与表面210的相交形成一线。角度a、b及c的值可取决于制成晶片208的材料。在其中晶片208为具有金刚石或立方晶体结构的材料的实施例中，角度a及c将具有大致54.7。的值，而角度b将具有大致70.6。的值。在具有其它结晶结构的材料中，角度a、b及c可具有其它值。图2C图解说明所述工艺的下一部分。在表面210上形成掩模218并对其进行图案化以形成开口 220及222，将在所述开口中于晶片208上形成反射器。可使用标准光刻图案化及蚀刻方法来形成掩模218，其中在表面210上沉积将形成掩模218的材料、对其进行光刻图案化且接着对其进行蚀刻以形成暴露表面210的选定区域的掩模。在一个实施例中，掩模218可由氮化硅制成，但在其它实施例中，掩模218可由与将在形成反射器时使用的蚀刻剂兼容的其它材料制成。图2D图解说明所述工艺的结果，其中在晶片208的表面210中形成了反射器224及226。以如图2C中所展示的晶片开始，使晶片208经受选择性蚀刻。在一个实施例中，可使用例如比(111)平面更快地选择性蚀刻(100)平面的氢氧化钾(KOH)的蚀刻剂来执行所述选择性蚀刻。然而，在其它实施例中，取决于例如用于晶片208的材料的因素，可使用其它试剂来进行选择性蚀刻。选择性蚀刻表面210的结果是在反射器224及226的每一者中暴露多个(111)平面228及230。(111)平面228及230形成反射器224及226的反射表面。所得装置可用作波导本身、用作制作波导的母模或用作制作用于制作波导的工具的模具。如果用作波导，那么可任选地用金属或多层膜堆叠来涂覆表面以提供对传播的射线的高反射率。图3A-3F共同图解说明用于在衬底中形成反射器的工艺的另一实施例。图3A图解说明所述工艺的初始部分，其同样以关于轴204本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种工艺，其包括：在一材料的衬底的表面上图案化一个或一个以上反射器，所述表面相对于所述材料的(100)结晶平面以选定角度定向；及在所述表面中蚀刻一个或一个以上反射器，每一反射器包含由所述材料的(111)结晶平面形成的一个或一个以上反射表面。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.27 US 13/117,9651.一种工艺，其包括: 在一材料的衬底的表面上图案化一个或一个以上反射器，所述表面相对于所述材料的(100)结晶平面以选定角度定向；及 在所述表面中蚀刻一个或一个以上反射器，每一反射器包含由所述材料的(111)结晶平面形成的一个或一个以上反射表面。2.根据权利要求1所述的工艺，其中图案化所述一个或一个以上反射器包括: 在所述衬底的所述表面上沉积光致抗蚀剂层； 使所述光致抗蚀剂显影以暴露所述表面的其中将形成所述反射表面的部分。3.根据权利要求2所述的工艺，其中在所述表面中蚀刻所述一个或一个以上反射器包括选择性地蚀刻所述表面的所述经暴露部分以沿着所述材料的所述(111)平面形成所述一个或一个以上反射表面。4.根据权利要求1所述的工艺,其中所述材料为可选择性地蚀刻的任何材料。5.根据权利要求1所述的工艺，其中所述材料为单晶硅。6.根据权利要求1所述的工艺，其进一步包括由从所述材料的晶锭切割的晶片形成所述衬底。7.根据权利要求6所述的工艺，其中相对于所述材料的所述(100)平面以所述选定角度从所述晶锭切割所述晶片。8.根据权利要求7所述的工艺，其中所述选定角度为小于或等于所述材料的(111)结晶平面之间的角度的角度。9.根据权利要求7所述的工艺，其中所述选定角度为垂直于所述晶片表面定位至少一个(111)平面的角度。10.一种用于形成经模制波导的工艺，所述工艺包括: 制备波导模具，所述波...
【专利技术属性】
技术研发人员：马克·B·史派特兹，
申请(专利权)人：谷歌公司，
类型：
国别省市：
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