[發明專利]雙側對射出光均勻的衍射波導

有效

• 申請號: 202010055477.5
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111240015B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 史曉剛;薛正輝;孔德卿;王丙杰
• 申請（專利權）人: 北京理工大學;北京梟龍科技有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G02B6/00;G02B6/124
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;付久春

1.一種雙側對射出光均勻的衍射波導，其特征在于，包括：

波導基體、入射光柵、第一轉折光柵、第二轉折光柵、第三轉折光柵、第四轉折光柵和出射光柵；其中，

所述入射光柵，第一轉折光柵、第二轉折光柵、第三轉折光柵、第四轉折光柵和出射光柵均分布設置在所述波導基體上；

所述入射光柵和出射光柵上下間隔設置在所述波導基體的中間部位；

所述入射光柵的左側間隔設置所述第一轉折光柵，所述入射光柵的右側間隔設置所述第二轉折光柵；

所述出射光柵的左側間隔設置所述第三轉折光柵，所述出射光柵的右側間隔設置所述第四轉折光柵；

所述入射光柵兩側的第一轉折光柵和第二轉折光柵的光柵區域的高度均大于該入射光柵的高度；

所述出射光柵兩側的第三轉折光柵和第四轉折光柵的光柵區域的高度均大于等于該出射光柵的高度；

當來自微顯示屏或微投影的光束打在所述入射光柵上時，由光柵的衍射特性，光束發生衍射并且被分光，+1級和-1級的衍射光分別傳向所述入射光柵左右兩側的所述第一轉折光柵和所述第二轉折光柵；隨后光束被所述第一轉折光柵和所述第二轉折光柵轉向，朝著所述出射光柵兩側的所述第三轉折光柵和所述第四轉折光柵傳輸；光束到達所述出射光柵兩側的所述第三轉折光柵和所述第四轉折光柵傳輸后被再一次轉向并傳輸至所述出射光柵，最終擴展后的光束由所述出射光柵耦出波導。

2.根據權利要求1所述的雙側對射出光均勻的衍射波導，其特征在于，所述入射光柵的溝槽方向與所述出射光柵的溝槽方向相互平行，均為豎直方向。

3.根據權利要求1或2所述的雙側對射出光均勻的衍射波導，其特征在于，所述入射光柵兩側的第一轉折光柵的溝槽方向與第二轉折光柵的溝槽方向均與該入射光柵的溝槽方向呈45°夾角，所述第一轉折光柵的溝槽方向與所述第二轉折光柵的溝槽方向相互垂直；

所述出射光柵兩側的第三轉折光柵的溝槽方向和第四轉折光柵的溝槽方向均與該出射光柵的溝槽方向呈45°夾角，所述第三轉折光柵的溝槽方向與所述第四轉折光柵的溝槽方向相互垂直；

所述第一轉折光柵的溝槽方向與所述第四轉折光柵的溝槽方向相互平行；

所述第二轉折光柵的溝槽方向與所述第三轉折光柵的溝槽方向相互平行。

4.根據權利要求1或2所述的雙側對射出光均勻的衍射波導，其特征在于，所述入射光柵的周期d_I、第一轉折光柵的周期d_T1、第二轉折光柵的周期d_T2、第三轉折光柵的周期d_T3、第三轉折光柵的周期d_T4和出射光柵的周期d_O滿足以下關系：

5.根據權利要求1或2所述的雙側對射出光均勻的衍射波導，其特征在于，所述第一轉折光柵、第二轉折光柵、第三轉折光柵、第四轉折光柵的光柵區域形狀為四邊形。

6.根據權利要求1所述的雙側對射出光均勻的衍射波導，其特征在于，所述入射光柵和出射光柵為對稱結構的光柵；

所述入射光柵采用矩形光柵、梯形光柵、全息光柵中的任一種；

所述出射光柵采用矩形光柵、梯形光柵、全息光柵中的任一種。

7.根據權利要求1或6所述的雙側對射出光均勻的衍射波導，其特征在于，所述入射光柵采用鍍膜光柵；

8.根據權利要求1或2所述的雙側對射出光均勻的衍射波導，其特征在于，所述第一轉折光柵、第二轉折光柵、第三轉折光柵和第四轉折光柵均采用矩形光柵、梯形光柵、全息光柵、傾斜光柵、閃耀光柵中的任一種。