[發(fā)明專(zhuān)利]一種鏡片陣列鏡面的制備裝置及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110591836.3
• 申請(qǐng)日: 2021-05-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113399823B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張國(guó)棟;程光華;王江
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B23K26/073
• 分類(lèi)號(hào): B23K26/073;B23K26/046;G02B27/09
• 代理公司: 西安佩騰特知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61226
• 代理人: 張倩

本申請(qǐng)公開(kāi)了一種鏡片陣列鏡面的制備裝置及制備方法，屬于智能穿戴制造領(lǐng)域。裝置的光功率調(diào)控模塊設(shè)置于超快激光光源的出射光路上，用于對(duì)超快激光進(jìn)行精細(xì)功率調(diào)控；光束整形器模塊設(shè)置于光功率調(diào)控模塊的出射光路上，用于對(duì)聚焦前的超快激光進(jìn)行光束整形；聚焦模塊設(shè)置于光束整形器模塊的出射光路上，用于會(huì)聚超快激光，產(chǎn)生高深徑比微細(xì)焦場(chǎng)，并將微細(xì)焦場(chǎng)置于待加工鏡片上；移動(dòng)模塊的工作臺(tái)固定待加工鏡片并能夠使超快激光入射方向與待加工鏡片入射面法線(xiàn)呈預(yù)設(shè)角度、待加工鏡片位于聚焦模塊焦面上且按照預(yù)設(shè)方向移動(dòng)，進(jìn)而使超快激光能夠在待加工鏡片上直寫(xiě)陣列鏡面。本申請(qǐng)可使陣列鏡面加工簡(jiǎn)化，降低成本，良品率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及智能穿戴制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鏡片陣列鏡面的制備裝置及制備方法。

背景技術(shù)

隨著增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)(AR技術(shù))的快速發(fā)展，越來(lái)越多的高科技可穿戴產(chǎn)品走進(jìn)公眾的視野，如AR眼鏡。所謂AR眼鏡，即在常規(guī)眼鏡的幾何框架中嵌入近眼顯示系統(tǒng)，并將微型顯示器的畫(huà)面通過(guò)系列光學(xué)成像元件投射于人眼中，并在視野前方形成虛像，與真實(shí)場(chǎng)景融為一體，起到互相補(bǔ)充，互相“增強(qiáng)”的作用。由于A(yíng)R眼鏡在消費(fèi)電子、航空航天、國(guó)防軍事、生物醫(yī)療等領(lǐng)域中有較大地應(yīng)用潛力，國(guó)內(nèi)外科技企業(yè)、科研團(tuán)隊(duì)越來(lái)越重視與AR眼鏡相關(guān)的技術(shù)研發(fā)。在A(yíng)R眼鏡中，光耦合輸出模塊作為光學(xué)圖像傳遞的核心組件，擔(dān)負(fù)著將微型顯示屏畫(huà)面終端投影的重要作用。因此，該部件的加工技術(shù)研發(fā)對(duì)于A(yíng)R眼鏡的大規(guī)模量產(chǎn)具有重要意義。

目前，傳統(tǒng)的幾種光耦合輸出模塊加工方案主要有：棱鏡方案、離軸方案、自由曲面方案、陣列鏡面波導(dǎo)方案、以及光柵波導(dǎo)方案等。其中基于傳統(tǒng)幾何光學(xué)設(shè)計(jì)理念的陣列鏡面波導(dǎo)方案，其制造工藝不涉及微納米級(jí)結(jié)構(gòu)加工，可以保證圖像傳遞過(guò)程中顏色和對(duì)比度等具備較高的質(zhì)量，成為光耦合輸出模塊的常用方案。但是，陣列鏡面波導(dǎo)方案的陣列鏡面加工工藝流程比較繁冗，需要在一個(gè)個(gè)鏡面上分別鍍分光薄膜。為了確保整個(gè)視場(chǎng)角內(nèi)出光量均一性，每個(gè)鏡面上薄膜的分光比還需要根據(jù)次序精準(zhǔn)調(diào)節(jié)。對(duì)于偏振光信號(hào)的傳遞，陣列鏡面上的鍍膜層數(shù)甚至高達(dá)幾十層。這對(duì)鍍膜工藝、陣列鏡面粘結(jié)工藝等提出極高的要求，導(dǎo)致制造成本增加。而一個(gè)制造環(huán)節(jié)的不合格就會(huì)產(chǎn)生迭代效應(yīng)，影響最終的成像質(zhì)量，導(dǎo)致良品率低。由此可知，目前該陣列鏡面的加工方法不僅繁瑣、成本高，而且良品率還極低。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)實(shí)施例通過(guò)提供一種鏡片陣列鏡面的制備裝置及制備方法，能夠解決現(xiàn)有鏡片的陣列鏡面的加工方法繁瑣、成本高以及良品率低的問(wèn)題。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種鏡片陣列鏡面的制備裝置，包括超快激光光源，光功率調(diào)控模塊、光束整形器模塊、聚焦模塊和移動(dòng)模塊；所述光功率調(diào)控模塊設(shè)置于所述超快激光光源的出射光路上，用于對(duì)超快激光進(jìn)行精細(xì)功率調(diào)控；所述光束整形器模塊設(shè)置于所述光功率調(diào)控模塊的出射光路上，用于對(duì)聚焦前的所述超快激光進(jìn)行光束整形；所述聚焦模塊設(shè)置于所述光束整形器模塊的出射光路上，用于會(huì)聚超快激光，產(chǎn)生高深徑比微細(xì)焦場(chǎng)，并將微細(xì)焦場(chǎng)置于待加工鏡片上；所述移動(dòng)模塊的工作臺(tái)用于固定所述待加工鏡片，所述工作臺(tái)能夠被調(diào)控，以使所述超快激光的入射方向與所述待加工鏡片的入射面的法線(xiàn)呈預(yù)設(shè)角度、所述待加工鏡片位于所述聚焦模塊的焦面上、且所述待加工鏡片按照預(yù)設(shè)方向移動(dòng)，進(jìn)而使所述超快激光能夠在所述待加工鏡片上直寫(xiě)陣列鏡面。

結(jié)合第一方面，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述超快激光光源包括振蕩器和飛秒激光器；所述振蕩器電連接于所述飛秒激光器，用于向所述飛秒激光器提供電信號(hào)，以使所述飛秒激光器發(fā)射超快激光。

結(jié)合第一方面，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述光功率調(diào)控模塊包括設(shè)置于所述超快激光光源與所述光束整形器模塊之間的半波片和偏振片；所述半波片靠近所述超快激光光源并能夠接收所述超快激光光源發(fā)射的所述超快激光，所述偏振片靠近所述光束整形器模塊并能夠出射所述超快激光。

結(jié)合第一方面，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，制備裝置還包括光路開(kāi)閉模塊；所述光路開(kāi)閉模塊設(shè)置于所述光功率調(diào)控模塊的出射光路上，且位于所述光功率調(diào)控模塊與所述光束整形器模塊之間。