[發明專利]一種光柵型光波導及其光傳播調控方法

有效

• 申請號: 201911089363.6
• 申請日: 2019-11-08
• 公開（公告）號: CN111045146B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 周興;孫飛
• 申請（專利權）人: 奧比中光科技集團股份有限公司
• 主分類號: G02B6/12
• 分類號: G02B6/12;G02B6/124;G02B6/34;G02B27/01
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 孟學英

1.一種光柵型光波導，其特征在于，包括：

耦入區，用于耦入一定視場角范圍的光束；

傳遞區，用于傳播經所述耦入區耦入的所述光束；

耦出區，用于出射經所述傳遞區傳播的所述光束；

其中，所述傳遞區設置于所述耦入區與所述耦出區之間的光路上，包括多層反射型體布拉格光柵組成的波導層，根據反射型體布拉格光柵的布拉格衍射條件對所述一定視場角范圍的光束進行分類得到多個部分的光束，所述布拉格衍射條件包括：

當入射光束的波長一定時，針對不同角度的入射光束，每層所述反射型體布拉格光柵具有不同的反射率；或，當入射光束的入射角度一定時，針對不同波長的入射光束，所述反射型體布拉格光柵具有不同的反射率；

每個部分的光束分別包含一個或多個不同方向的光束；每個部分的所述光束在不同數量的波導層間進行全反射從而使得不同部分的光束的有效傳遞厚度不一致，傳播周期一致；并且不同部分的光束由所述耦出區的同一位置出射。

2.如權利要求1所述的光柵型光波導，其特征在于，所述不同波導層分別用于調控所述光束的傳播周期使得所述光束的傳播周期一致。

3.如權利要求1所述的光柵型光波導，其特征在于，所述耦入區和所述耦出區是百納米級的衍射光柵和/或衍射光學元件。

4.如權利要求1所述的光柵型光波導，其特征在于，所述耦出區與所述傳遞區構成出瞳擴展區，用于擴展所述光束的出瞳范圍和提高所述光束在出瞳處的能量均勻性。

5.如權利要求1所述的光柵型光波導，其特征在于，所述耦入區和所述耦出區設置于所述傳遞區的內表面和/或設置于所述傳遞區的外表面。

6.如權利要求1-5任一所述的光柵型光波導，其特征在于，所述光束來自于顯示引擎，所述顯示引擎面向光柵型光波導的前側表面，用于發射光束至所述光柵型光波導。

7.如權利要求1-5任一所述的光柵型光波導，其特征在于，所述波導層還包括基材，所述基材是光學玻璃或光學樹脂材料。

8.如權利要求1-5任一所述的光柵型光波導，其特征在于，所述光束根據滿足所述體布拉格光柵的布拉格衍射條件的不同分為不同部分光束。

9.如權利要求1-5任一所述的光柵型光波導，其特征在于，所述反射型體布拉格光柵的結構由所述光束的衍射角決定。

10.一種光柵型光波導的光傳播調控方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：具有對應視場角相關聯的圖像信息的光束耦合到光柵型光波導中；所述光柵型光波導包括耦入區、耦出區、傳遞區；所述傳遞區設置于所述耦入區與所述耦出區之間的光路上，包括多層反射型體布拉格光柵組成的波導層；

S2：根據光束通過耦入區衍射至傳遞區的光束的方向滿足反射型體布拉格光柵的布拉格衍射條件的不同分為不同部分的光束；每個部分的光束分別包含一個或多個不同方向的光束；所述布拉格衍射條件包括：

當入射光束的波長一定時，針對不同角度的入射光束，每層所述反射型體布拉格光柵具有不同的反射率；或，當入射光束的入射角度一定時，針對不同波長的入射光束，所述反射型體布拉格光柵具有不同的反射率；

S3：所述不同部分的光束在對應的反射型體布拉格光柵的作用下在不同數量的波導層中進行傳播從而使得不同部分的光束的有效傳遞厚度不一致，傳播周期一致；

S4：組合發生反射的不同部分的光束并從耦出區同一位置出射所述光柵型光波導。