[發(fā)明專利]耦合器及全息波導(dǎo)顯示器的光柵布局方法

在審

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• 申請日: 2022-07-29
• 公開（公告）號(hào): CN115113338A
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔令勝;嚴(yán)樹峰;郭俊達(dá);呂寶林
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號(hào): G02B6/34
• 分類號(hào): G02B6/34;G02B6/124;G02B27/00;G02B27/01
• 代理公司: 長春中科長光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 22218
• 代理人: 郭婷

本發(fā)明提供一種耦合器及全息波導(dǎo)顯示器的光柵布局方法，其中耦合器包括耦入光柵、轉(zhuǎn)折光柵和耦出光柵，所述耦入光柵的光柵矢量、所述轉(zhuǎn)折光柵的光柵矢量和所述耦出光柵的光柵矢量依次首尾連接形成等邊三角形，采用本方案的耦合器能夠縮短全息光柵的生產(chǎn)周期，提高全息光柵生產(chǎn)過程中的良產(chǎn)率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)儀器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種耦合器及全息波導(dǎo)顯示器的光柵布局方法。

背景技術(shù)

波導(dǎo)顯示器的耦合器包含了耦入耦合器、轉(zhuǎn)折耦合器、耦出耦合器三個(gè)部分，耦合器采用全息光柵作為的實(shí)現(xiàn)器件，耦合器包括耦入光柵、轉(zhuǎn)折光柵和耦出光柵。對(duì)于光柵而言，要實(shí)現(xiàn)不同的光柵周期就要調(diào)整曝光光路，通過改變兩束相干光的夾角，來實(shí)現(xiàn)光敏記錄介質(zhì)折射率的周期調(diào)制。由于耦合器由三個(gè)光柵組成，因此制備一個(gè)耦合器，就要調(diào)整三次曝光光路，這使得生產(chǎn)制備的周期很長，并且調(diào)整曝光光路帶來的誤差也會(huì)降低全息光柵的良產(chǎn)率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服已有技術(shù)的缺陷，提出一種全息光柵及全息波導(dǎo)顯示器的光柵布局方法，能夠縮短全息光柵的生產(chǎn)周期，提高全息光柵生產(chǎn)過程中的良產(chǎn)率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下具體技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提出了一種耦合器；第二方面，本發(fā)明提出了一種全息波導(dǎo)顯示器的光柵布局方法。

根據(jù)本發(fā)明第一方面實(shí)施例的耦合器，包括耦入光柵、轉(zhuǎn)折光柵和耦出光柵，所述耦入光柵的光柵矢量、所述轉(zhuǎn)折光柵的光柵矢量和所述耦出光柵的光柵矢量依次首尾連接形成等邊三角形。

本發(fā)明至少能取得如下有益效果：本方案耦合器依次首尾連接形成等邊三角形，即大小相同，耦入光柵、轉(zhuǎn)折光柵和耦出光柵的周期相同，在生產(chǎn)過程中，同一套曝光光路即可實(shí)現(xiàn)對(duì)耦入光柵、轉(zhuǎn)折光柵和耦出光柵的曝光，減少了光柵的生產(chǎn)周期，由于在生產(chǎn)制造耦合器的過程中不需要調(diào)節(jié)曝光光路，避免由于調(diào)整曝光光路產(chǎn)生的誤差，提高耦合器生產(chǎn)的良品率。表示耦入光柵將位于頻域坐標(biāo)系中心的視場角矩形水平平移到圓環(huán)內(nèi)，從而滿足波導(dǎo)的全反射條件，在空間域中表現(xiàn)為將輸入光束耦入耦合器；表示在頻域中轉(zhuǎn)折光柵將右側(cè)的視場角矩形平移到圓環(huán)底部，在空間域中表現(xiàn)為將光束斜向下傳播至耦出光柵區(qū)域；表示耦出光柵將底部的視場角矩形平移到頻域坐標(biāo)系中心，在空間域中表現(xiàn)為將光束耦出耦合器。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述耦入光柵、所述轉(zhuǎn)折光柵和所述耦出光柵的周期均為460nm。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，光束入射耦入光柵的視場角與光束離開耦出光柵的視場角相等。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，以所述頻域的圓心構(gòu)建坐標(biāo)系，所述耦入光柵的光柵矢量與所述坐標(biāo)系的x軸呈-130°角，所述轉(zhuǎn)折光柵的光柵矢量與所述x軸呈110°角，所述耦出光柵的光柵矢量與所述x軸呈-10°角。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，入射所述耦入光柵的激光波長為525nm。

根據(jù)本發(fā)明第二方面實(shí)施例的全息波導(dǎo)顯示器的光柵布局方法，應(yīng)用于上第一方面所述的全息光柵，包括：

S100、確定耦入光柵的光柵矢量轉(zhuǎn)折光柵的光柵矢量和耦出光柵的光柵矢量

S200、設(shè)置所述耦入光柵、轉(zhuǎn)折光柵和耦出光柵，使依次首尾連接形成等邊三角形。

本發(fā)明至少能取得如下有益效果：使用本方案的全息波導(dǎo)顯示器的光柵布局方法制造的耦合器大小相同，耦入光柵、轉(zhuǎn)折光柵和耦出光柵的周期相同，在生產(chǎn)過程中，同一套曝光光路即可實(shí)現(xiàn)對(duì)耦入光柵、轉(zhuǎn)折光柵和耦出光柵的曝光，減少了光柵的生產(chǎn)周期，由于在生產(chǎn)制造耦合器的過程中不需要調(diào)節(jié)曝光光路，避免由于調(diào)整曝光光路產(chǎn)生的誤差，提高耦合器生產(chǎn)的良品率。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述S100包括如下子步驟：

S110、構(gòu)建頻域，用波矢表示光束在波導(dǎo)中的傳播方向；