[發明專利]寬視場全息偏斜鏡

在審

• 申請號: 201780020765.3
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN109074026A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: M·R·亞瑞斯;A·尤耐斯;K·E·安德森;F·施洛陶
• 申請（專利權）人: 阿康尼亞全像有限責任公司
• 主分類號: G03H1/26
• 分類號: G03H1/26;G02B5/18;G02B5/32;G02B27/01
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;張虓

本發明提供了一種全息偏斜鏡，所述全息偏斜鏡具有可相對于其表面法線傾斜的反射軸或偏斜軸。相對于所述表面法線在兩個維度上傾斜所述偏斜軸將所述全息偏斜鏡的可能視場擴展到例如60或更大。可使用具有匹配的全內掠入?延伸旋轉(TIGER)棱鏡的平面外寫入幾何形狀來訪問這些附加角度。

相關申請的交叉引用

本申請是2016年8月24日提交的標題為“Skew Mirrors,Methods of Use,andMethods of Manufacture”的國際申請PCT/US16/48499的部分繼續申請，該專利申請是2016年6月6日提交的標題為“Skew Mirrors,Methods of Use,and Methods ofManufacture”的美國申請15/174,938的部分繼續申請，其根據35U.S.C.§119要求2016年4月6日提交的標題為“Skew Mirrors,Methods of Use,and Methods of Manufacture”的美國申請62/318,917和2015年8月24日提交的標題為“Multiwavelength DiffractionGrating Mirrors,Methods of Use,and Methods of Manufacture”的美國申請62/209,290的優先權權益。本申請還根據35 U.S.C.§119要求2016年12月16日提交的標題為“WideField of View Skew Mirror”的美國申請62/435,676和2016年10月13日提交的標題為“TIGER Prisms and Methods of Use”的美國申請62/407,994的優先權權益。這些專利申請中的每一者以引用方式并入本文。

背景技術

全息偏斜鏡是關于反射軸反射入射光的全息光學元件，其中該反射軸不需要垂直于入射光照射的表面。換句話說，全息偏斜鏡的反射軸不必與全息光學元件的表面法線平行或重合。反射軸和表面法線之間的角度被稱為反射軸角度，并且可以基于全息偏斜鏡的期望應用來選擇。

術語“反射”和類似術語在通常“衍射”被認為是適當術語的一些情況下用于本公開中。“反射”的使用與偏斜鏡所展現的鏡像特性一致，并且有助于避免可能混淆的術語。例如，在稱光柵或偏斜鏡被構造為“反射”入射光的情況下，常規技術人員可能更傾向于說光柵結構被構造成“衍射”入射光，因為通常認為光柵結構通過衍射作用于光。然而，術語“衍射”的這種使用將導致出現諸如“入射光關于大致穩定的反射軸衍射”的表述，這可能造成困惑。

因此，在表述為入射光被光柵結構“反射”的情況下，依據本公開，本領域的普通技術人員將意識到光柵結構實際上是通過衍射機制對光進行“反射”的。“反射”的這種使用在光學中并非沒有先例，常規電介質反射鏡就通常被表述為“反射”光，盡管衍射在這種反射中發揮主要作用。本領域技術人員因此認識到，大多數“反射”包括衍射的特性，并且由偏斜鏡或其部件進行的“反射”也包括衍射。

發明內容

本技術的實施方案包括全息光學元件，包括但不限于全息偏斜鏡、全息輸入/輸出耦合器和其他全息光學反射設備。一個示例是包括位于光柵介質中的光柵結構的光學反射設備。該光柵結構被構造成主要將入射光反射為反射光，其中入射光和反射光兩者都包括第一波長。第一波長的入射光和第一波長的反射光形成由反射軸平分的角度，在入射光以橫跨至少15度的內部入射角范圍入射在光柵介質上時，該反射軸變化小于1度。另外，反射軸與光柵介質的表面法線相差至少2.0度。

在該光學反射設備的一些具體實施中，在入射光以橫跨至少30度的內部入射角范圍入射在光柵介質上時，反射軸變化小于1度。同樣，光柵結構可以包括一個或多個全息圖，其具有跨越至少2.00×10⁵弧度/米范圍的光柵頻率(|K_G|)。