[發明專利]一種工程擴散片及其設計、制作方法

在審

• 申請號: 202110449639.8
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113376721A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 李瑞彬;羅明輝;喬文;華鑒瑜;成堂東;陳林森
• 申請（專利權）人: 蘇州蘇大維格科技集團股份有限公司
• 主分類號: G02B5/02
• 分類號: G02B5/02;G02B3/00;G02B27/00
• 代理公司: 蘇州簡理知識產權代理有限公司 32371
• 代理人: 楊瑞玲

本發明公開了一種工程擴散片及其設計、制作方法，所述工程擴散片包括光學襯底、于所述光學襯底上形成的微透鏡陣列，所述微透鏡陣列包括若干排布的菲涅爾微透鏡，若干菲涅爾微透鏡中各個所述菲涅爾微透鏡的邊界隨機，和/或若干菲涅爾微透鏡中各個菲涅爾微透鏡的初始相位隨機，排成一排或一列的菲涅爾微透鏡的中心點在一條直線兩側的預定范圍內隨機分布，所述光學襯底為透明襯底，于所述光學襯底的一側表面上隨機刻蝕形成若干個所述菲涅爾微透鏡，若干個所述菲涅爾微透鏡在所述光學襯底上緊密排列。本發明所述工程擴散片通過菲涅爾微透鏡陣列提高了工程擴散片表面的填充率，提高了擴散片的光學性能，且降低了加工難度。

技術領域

本發明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種工程擴散片及其設計、制作方法。

背景技術

近幾年興起的人臉識別、三維探測等領域對高質量光源的需求也日益增長。而激光作為一種高質量光源也被應用在各種應用場景中，從半導體激光器的特性可知，出射激光光束為高斯分布，發散角大，且快慢軸發散角不同，導致快慢軸方向的強度分布不對稱，降低了光束的質量，從而限制了半導體激光器的發展和應用，因此對半導體激光器光束進行勻化是非常重要的。微透鏡陣列是目前廣泛應用的一種工程擴散片，這種方法的優勢在于對入射光的光強分布要求不高，具有適應性強，能量利用率高的優點。但是，目前的微透鏡陣列通常采用折射非球面透鏡陣列，但其填充因子不高，存在過渡區，直接透過的光束將導致光束能量分布不均勻，此外面型難以控制，對非球面的面形精度要求極高，且特征尺寸為微米量級加工十分困難。

因而，亟需提出一種新的技術方案來解決現有技術中存在的問題。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術中存在的問題，一方面是提供一種工程擴散片，用以解決現有技術中制得的具有微透鏡陣列的工程擴散片的填充因子不高，光束不均勻的問題，采用的技術方案如下：

一種工程擴散片，其包括：光學襯底；于所述光學襯底上形成的微透鏡陣列，所述微透鏡陣列包括若干排布的菲涅爾微透鏡。

在一個優選的實施例中，若干菲涅爾微透鏡中各個所述菲涅爾微透鏡的邊界隨機；和/或若干菲涅爾微透鏡中各個所述菲涅爾微透鏡的初始相位隨機。

在一個優選的實施例中，排成一排或一列的所述菲涅爾微透鏡的中心點在一條直線兩側的預定范圍內隨機分布。

在一個優選的實施例中，所述光學襯底為透明襯底，于所述光學襯底的一側表面上隨機形成若干個所述菲涅爾微透鏡，若干個所述菲涅爾微透鏡在所述光學襯底上緊密排列。

在一個優選的實施例中，每個所述菲涅爾微透鏡的形貌參數包括焦距、臺階數和臺階深度；若所述菲涅爾微透鏡的焦距一定，則所述菲涅爾微透鏡上的環帶的寬度自所述菲涅爾微透鏡的中心向所述菲涅爾微透鏡的邊緣逐漸減小。

在一個優選的實施例中，所述菲涅爾微透鏡最外圈環帶的臺階數小于等于預定臺階數。

在一個優選的實施例中，最外側的環帶的寬度大于等于預定最小寬度。

本發明還提供一種工程擴散片的設計方法，其包括：

根據目標光場確定組成微透鏡陣列的每個微透鏡口徑的范圍；

根據每個所述微透鏡的口徑生成隨機邊界；

設定每個所述微透鏡的初始焦距及初始相位，并將其帶入衍射積分公式得到模擬光場；

計算所述模擬光場與所述目標光場的相關度，得到評價函數；

通過優化算法對所述評價函數不斷迭代，獲得微透鏡陣列中各個微透鏡的焦距和相位。

本發明還提供一種工程擴散片的制作方法，其包括：

于基底表面形成圖案形成層，