[发明专利]具有改进的强度分布的波导出射光瞳扩展器

权利要求书

1.一种用于将与输入光瞳相关联的图像复制到输出光瞳的装置，所述装置包括：

光波导，包括输入耦合器、一个或多个中间组件和输出耦合器；

所述输入耦合器被配置为将与和所述输入光瞳相关联的图像相对应的光耦合到所述光波导中，并且在至少两个不同方向上衍射与所述图像相对应的所述光，使得与所述图像相对应的光朝向所述一个或多个中间组件中的每个中间组件被衍射；

所述一个或多个中间组件被配置为：

对通过全内反射在第一方向上从所述输入耦合器向所述一个中间组件行进的与所述图像相对应的所述光执行奇数阶光瞳扩展；

对通过全内反射在第二方向上从所述输入耦合器向所述一个中间组件行进的与所述图像相对应的所述光执行偶数阶光瞳扩展；以及

所述输出耦合器被配置为将已经通过全内反射从所述一个或多个中间组件向所述输出耦合器行进的与所述图像相对应的所述光耦合出所述光波导，使得与所述图像相对应的所述光从所述输出光瞳可看到。

2.根据权利要求1所述的装置，其中：

所述光波导的所述一个或多个中间组件包括一个中间组件；

所述输入耦合器被配置为将与和所述输入光瞳相关联的所述图像相对应的光耦合到所述光波导中，并且在均朝向所述一个中间组件的第一方向和第二方向上衍射与所述图像相对应的所述光，其中所述第二方向与所述第一方向不同；

所述一个中间组件被配置为：

朝向所述输出耦合器衍射与所述图像相对应的所述光；以及

所述输出耦合器被配置为将已经通过全内反射从所述一个中间组件向所述输出耦合器行进的与所述图像相对应的所述光耦合出所述光波导，使得与所述图像相对应的所述光从所述输出光瞳可看到。

3.根据权利要求1所述的装置，其中：

由所述输入耦合器在所述第一方向上被衍射的并且通过所述一个中间组件经历奇数阶光瞳扩展的所述光在入射在所述输出耦合器上之前改变传播方向奇数次；以及

由所述输入耦合器在所述第二方向上被衍射的并且通过所述一个中间组件经历偶数阶光瞳扩展的所述光在入射在所述输出耦合器上之前改变传播方向偶数次。

4.根据权利要求1所述的装置，其中：

所述一个或多个中间组件包括在空间上彼此分开的至少两个中间组件。

5.根据权利要求1所述的装置，其中与所述输入耦合器在朝向执行奇数阶光瞳扩展或偶数阶光瞳扩展中的仅一个光瞳扩展的仅一个中间组件的仅一个方向上衍射与所述图像相对应的所述光的情况相比，通过所述输入耦合器在至少两个不同方向上衍射与所述图像相对应的所述光，使得与所述图像相对应的光朝向所述一个或多个中间组件中的每个中间组件被衍射，并且通过所述一个或多个中间组件单独地或共同地执行奇数阶光瞳扩展和偶数阶光瞳扩展两者，更均匀的强度分布被实现。

6.根据权利要求1所述的装置，其中由所述一个或多个中间组件执行的所述奇数阶光瞳扩展和所述偶数阶光瞳扩展两者实现了在相同方向上的光瞳扩展，并且其中所述输出耦合器被配置为在另一方向上执行光瞳扩展。

7.根据权利要求1所述的装置，其中：

所述光波导包括第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；以及

所述输入耦合器包括

第一光栅，位于所述光波导的所述第一主表面和所述第二主表面中的一个主表面中或上，并且被配置为在第一方向上朝向所述中间组件衍射与所述图像相对应的所述光，并且

第二光栅，位于所述光波导的所述第一主表面和所述第二主表面中的另一主表面中或上，并且被配置为在第二方向上朝向所述中间组件衍射与所述图像相对应的所述光；

所述第一光栅包括第一组线性光栅线；以及

所述第二光栅包括相对于所述第一光栅的第一组线性光栅线以一定角度旋转的第二组线性光栅线。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述角度是90度，并且因此，所述第二光栅的所述第二组线性光栅线与所述第一光栅的所述第一组线性光栅线正交。