[發明專利]用于在液晶可變滯后器上分布光的出瞳擴大器

在審

• 申請號: 201811465061.X
• 申請日: 2018-12-03
• 公開（公告）號: CN109991768A
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: A·黑格伊
• 申請（專利權）人: 帕洛阿爾托研究中心公司
• 主分類號: G02F1/13
• 分類號: G02F1/13;G02F1/1335
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 胡莉莉;劉春元

本發明提供一種光學裝置，其包括液晶可變滯后器。出瞳擴大器光學耦合到該液晶可變滯后器，該出瞳擴大器包括：至少一個光學輸入特征，其從參考光源接收參考光；以及一個或多個光學耦合元件，其被耦合以從該參考光源接收該參考光并且將該參考光擴大到該液晶可變滯后器的一個或多個空間分離區域。

發明內容

本公開涉及一種用于在液晶可變滯后器上擴大光的出瞳擴大器。在一個實施例中，一種光學裝置包括液晶可變滯后器。出瞳擴大器光學耦合到該液晶可變滯后器，該出瞳擴大器包括：至少一個光學輸入特征，其從參考光源接收參考光；以及一個或多個光學耦合元件，其被耦合以從該參考光源接收該參考光并且將該參考光擴大到該液晶可變滯后器的一個或多個空間分離區域。

在另一個實施例中，參考光耦合到出瞳擴大器的光學輸入。參考光擴大到出瞳擴大器的一個或多個空間分離區域。使擴大的參考光通過液晶可變滯后器。基于對通過液晶可變滯后器的擴大的參考光進行檢測，確定液晶可變滯后器的空間相關滯后。

附圖說明

以下討論參考以下附圖，其中相同的附圖標記可以在多個附圖中用于表示類似/相同的部件。附圖并不一定按比例繪制。

圖1是根據示例性實施例的光學裝置的示意圖；

圖2和3是根據示例性實施例的出瞳擴大器的示意圖；

圖4是根據示例性實施例的偏振干涉儀的框圖；

圖5至7是根據其它示例性實施例的液晶可變滯后器的示意圖；

圖8是根據另一個示例性實施例的裝置的框圖；以及

圖9和10是根據示例性實施例的方法的流程圖。

具體實施方式

本公開涉及用于光學滯后控制的液晶裝置。通常，液晶(LC)材料是具有一些結晶性質(例如，內部結構的定向，諸如指示LC分子的局部平均排列的LC指向矢)的液體，該結晶性質可以通過施加外部刺激(諸如電場或磁場)而被選擇性地改變。LC指向矢的定向的變化改變了LC材料的光學性質，例如改變LC雙折射的光軸。雖然液晶的可選定向具有廣泛的應用(例如，電子顯示器)，但是本公開涉及稱為可變光學滯后器或LC可變滯后器(LCVR)的一類裝置。

LCVR在通過液晶的光的兩次正交偏振之間產生可變光學路徑延遲或可變滯后。LCVR內的一個或多個液晶單元用作電氣可調雙折射元件。通過改變液晶單元的電極兩端的電壓，單元分子改變它們的定向，并且可以在入射偏振方向上的第一光線與正交偏振中的第二光線(例如，尋常光線和非常光線)之間形成可變光學路徑延遲。該路徑延遲導致第一與第二光線之間的波長相關相移。

因為LCVR產生電可控光學路徑延遲，所以它們有時用于干涉儀，特別是偏振干涉儀。偏振干涉儀是共路徑干涉儀(意味著干涉儀的兩個臂均遵循相同的幾何路徑)，其將偏振元件與雙折射元件組合以產生干涉圖，由此雙折射元件引起的光學路徑延遲在空間和/或時間上變化。

為了形成具有LCVR的偏振干涉儀，將LCVR放置在具有標稱平行或垂直偏振軸的第一偏振器和第二偏振器之間。LCVR的慢軸(具有可變光學路徑延遲的偏振軸)相對于第一偏振器的偏振方向被標稱定向為45度。入射光由第一偏振器偏振到入射偏振方向。因為LCVR的慢軸相對于該入射偏振方向為45度，所以可以根據與LCVR的慢軸平行偏振的光的一部分和與該軸垂直偏振的光的一部分來描述偏振入射光。

當光通過LCVR時，它獲取第一與第二偏振之間的波長相關相對相移，由此產生偏振狀態的波長相關變化。與第一偏振器平行或垂直定向的第二偏振器或分析器使垂直偏振光的部分干擾與LCVR的慢軸平行偏振的光的部分，由此將在LCVR的輸出處的波長相關偏振狀態改變為可以由光學檢測器或焦平面陣列感測的波長相關強度圖案。通過在改變LCVR的滯后的同時感測該強度，可以測量入射光的干涉圖，其可以用于確定入射光的光譜性質。