[发明专利]一种复用体全息光栅

权利要求书

1.一种复用体全息光栅，其特征在于，所述复用体全息光栅的折射率n为平均折射率和多个折射率调制度的叠加，在二维空间xy坐标系中，可表述为：

其中，x轴为平行于光栅表面的坐标轴，y为垂直于光栅表面的坐标轴，n₀为材料平均折射率；Δn表示折射率调制度，其中，Δn_R、Δn_G、Δn_B分别表示红、绿、蓝光对应的折射率调制度；K表示光栅矢量，其中，K_R、K_G、K_B的分别表示红、绿、蓝光对应的光栅矢量；K可通过K＝2π/Λ求得，Λ为光栅周期，为倾斜角；布拉格条件下，Λ满足：λ＝2n₀Λsinθ，其中，θ为布拉格角，λ为入射波长；

在同一层介质上记录三张全息图，即用红、绿、蓝色激光分别曝光三次，经三次曝光形成的体全息光栅倾斜角相同，周期不同，控制曝光时间，使得红、绿、蓝光对应的折射率调制度为Δn_R＞Δn_G＞Δn_B；

红、绿、蓝光的峰值衍射效率均匀，即出射能量比为1:0.96:1；所述复用体全息光栅厚度为10μm，倾斜角为26°，光栅材料的平均折射率为1.52，红光的折射率调制度为0.05，绿光的折射率调制度为0.04，蓝光的折射率调制度为0.035；

波长640nm，折射率调制度Δn_R＝0.05，光栅周期ΛR＝234nm，峰值衍射效率100％，光谱带宽29nm；波长525nm，折射率调制度Δn_G＝0.04，光栅周期ΛG＝192nm，峰值衍射效率96.0％，光谱带宽17nm；波长440nm，折射率调制度Δn_B＝0.035，光栅周期ΛB＝161nm，峰值衍射效率100％，光谱带宽15nm；

曝光过程包括如下步骤：

步骤一，使两束蓝色激光相互干涉，在体全息材料内部形成周期为Λ_B的倾斜条纹，记录第一张全息图；

步骤二，将蓝色激光换成绿色，始终保持曝光时两束激光夹角的中心线与光栅平面夹角相等，以保证光栅矢量方向相同，在同一体全息材料上依次记录第二张全息图，此时绿光对应的光栅周期为Λ_G；

步骤三，将绿光换成红光，重复步骤二，记录第三张全息图，此时红光对应的光栅周期为Λ_R；

所述复用体全息光栅为反射式体全息光栅，可密接于平板光波导上方，与平面光波导构成彩色全息波导显示器的入耦合器。