[發明專利]光學疊堆和偏振分束器

有效

• 申請號: 201880081917.5
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN111492278B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 貟智省;約翰·D·李;蒂莫西·J·內維特;蘇珊·L·肯特
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: G02B5/30
• 分類號: G02B5/30;G02B27/28
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 顧紅霞;張蕓

本發明公開了一種光學疊堆，該光學疊堆包括粘附到第二反射偏振器的第一反射偏振器。針對垂直入射光和在相同預定波長范圍內的每個波長，每個反射偏振器透射沿該反射偏振器的透光軸偏振的光的至少80％并且反射沿該反射偏振器的正交的阻光軸偏振的光的至少90％。每個反射偏振器包括主要通過該預定波長范圍內的光學干涉來反射和透射光的多個聚合物干涉層。針對相應的第一反射偏振器和第二反射偏振器，多個聚合物干涉層中的最遠離彼此的兩個聚合物干涉層之間的間距為d1和d2，d1比d2小至少20％。描述了包括該光學疊堆的偏振分束器和包括該偏振分束器的光學系統。

背景技術

偏振分束器可以包括設置在相鄰棱鏡的斜邊之間的反射偏振器。反射偏振器可為多層聚合物膜。

發明內容

在本說明書的一些方面，提供了一種光學疊堆，該光學疊堆包括粘附到第二反射偏振器的第一反射偏振器。針對垂直入射光和在至少從400nm延伸至600nm的相同預定波長范圍內的每個波長，每個反射偏振器透射沿所述反射偏振器的透光軸偏振的光的至少80％并且反射沿所述反射偏振器的正交的阻光軸偏振的光的至少90％。該第一反射偏振器的所述透光軸和該第二反射偏振器的所述透光軸之間的角度小于約10度。每個反射偏振器包括主要通過所述預定波長范圍內的光學干涉來反射和透射光的多個聚合物干涉層。針對相應的第一反射偏振器和第二反射偏振器，該多個聚合物干涉層中的最遠離彼此的兩個聚合物干涉層之間的間距為d1和d2，d1比d2小至少20％。

在本說明書的一些方面，提供了一種偏振分束器(PBS)，該偏振分束器包括：具有第一斜邊的第一棱鏡；具有面對該第一斜邊的第二斜邊的第二棱鏡；以及光學疊堆，該光學疊堆設置在該第一斜邊和該第二斜邊之間并粘附到該第一斜邊和該第二斜邊。該光學疊堆包括粘附到第二反射偏振器的第一反射偏振器。針對垂直入射光和在相同預定波長范圍內的每個波長，每個反射偏振器透射沿所述反射偏振器的透光軸偏振的光的至少80％并且反射沿所述反射偏振器的正交的阻光軸偏振的光的至少90％。該第一反射偏振器的透光軸和該第二反射偏振器的透光軸之間的角度小于約10度。每個反射偏振器包括主要通過該預定波長范圍內的光學干涉來反射和透射光的多個聚合物干涉層。針對相應的第一反射偏振器和第二反射偏振器，該多個聚合物干涉層中的最遠離另一者的兩個聚合物干涉層之間的間距為d1和d2，d1比d2小至少20％。

在本說明書的一些方面，提供了一種光學構造，該光學構造包括設置在第一光學元件和第二光學元件之間并且粘附到該第一光學元件和該第二光學元件的光學疊堆。該光學疊堆包括面對第一光學元件并粘附到面對第二光學元件的第二反射偏振器的第一反射偏振器。在從較短的第一波長延伸至較長的第二波長的相同預定波長范圍內，每個反射偏振器透射沿該反射偏振器的透光軸偏振的光的至少80％并且反射沿該反射偏振器的正交的阻光軸偏振的光的至少80％。具有相應的第一波長和第二波長并且從面對該反射偏振器的光學元件的內部以45度入射在每個反射偏振器上的重合的第一光線和第二光線被該反射偏振器反射為在面對該反射偏振器的該光學元件內部彼此間隔開分隔距離的相應的反射的第一光線和第二光線。該分隔距離針對該第一反射偏振器為s1，并且針對該第二反射偏振器為s2，并且0s1≤s2。

在本說明書的一些方面，提供了一種包括偏振分束器(PBS)的光學系統。該PBS包括光學疊堆，該光學疊堆包括第一聚合物反射偏振器和第二聚合物反射偏振器。針對垂直入射光和在約400nm至約650nm的波長范圍內的每個波長，每個反射偏振器透射沿反射偏振器的透光軸偏振的光的至少80％并且反射沿反射偏振器的正交的阻光軸偏振的光的至少90％。該光學系統還包括面對第二聚合物反射偏振器的光源和用于調制面對第一聚合物反射偏振器的光的成像器。由該光源發射并具有相應的400nm和650nm波長的第一光線和第二光線在由該第二聚合物反射偏振器反射至少一次并且透射至少一次、由該成像器沿重合的路徑反射以及由該第一聚合物反射偏振器反射至少一次之后作為相應的離開的第一光線和第二光線離開所述PBS。離開的該第一光線和該第二光線之間的橫向間距小于約20微米。

附圖說明

圖1A是多層光學膜的示意性透視圖；