[发明专利]波导、用于从波导输出耦合光的方法和显示器

说明书

本发明涉及一种波导，其包括衬底(1)，在衬底上布置至少两个层结构(3a、3b)的层堆叠(2)，其中每个层结构(3a、3b)具有至少一个透明的介电层(3a1、3b2)，特别是其折射率比衬底(1)更高的透明介电层。在两个相邻的层结构(3a、3b)之间布置有影响光传播的结构，特别是至少局部地层状延伸的结构(4)，结构(4)在所述层堆叠中的位置对应于可导入波导的且具有至少一个、优选恰好一个节点(5a)的波导模式的节点位置。所述波导包括至少一个装置用于至少暂时改变所引导的波导模式的节点(5a)和结构(4)相互之间的相对位置。本发明还涉及一种由至少一个这种波导构成的显示器并涉及一种用于从波导输出耦合光的方法，其中光作为具有至少一个节点的波导模式来传播，其的节点位置对应于波导中影响光传播的结构的位置，并且其中所述波导模式的节点和所述结构的相对位置至少暂时位移，特别是通过节点相对结构的位移或者通过结构相对于节点的位移。

技术领域

本发明涉及一种波导，其包括衬底，在衬底上布置有至少两个层结构的层堆叠，其中每个层结构具有至少一个透明的介电层，特别是具有至少一个其折射率高于衬底的透明介电层，并且其中在两个相邻的层结构之间布置有影响光传播的结构，特别是至少局部地层状延伸的结构，其中所述结构在层堆叠中的位置对应具有至少一个，优选恰好一个节点的可导入波导的波导模式的节点位置。可导入波导的模式特别是TE_n或TM_n模式或者HE_nm和/或EH_nm，分别在生长方向上具有至少一个节点(即n＝1且m是任意值)。

在所述衬底上，所述层结构优选重叠地布置在垂直于衬底表面的方向上。这对应所述层的生长方向上的堆叠。此外，所述结构位于平行于衬底表面的平面中。在所述平面中，所述结构可以是平的，但也仅可以构造成线状的。

本发明还涉及一种用于输出耦合来自波导的光的方法，特别是来自前述的波导，其中所述光作为具有至少一个节点的波导模式传播，其节点位置对应波导中影响光传播的结构的位置。

此外，本发明涉及一种具有可控子像素的行和列排列的显示器，所述显示器包括至少一个波导。

背景技术

由申请人自己的申请PCT/EP2014/001809中已知上述类型的波导。使用其中描述的布置，从而通过光传播的影响，特别是通过散射，将从外部射入波导的光经由所述结构耦合到波导中，但同时确保相同的结构不会以相反的方式对光具有输出耦合效应。

为了避免这种输出耦合，激活所述波导中的一种模式，所述模式在横向强度分布中具有至少一个，优选恰好一个节点，并且所述波导被如下构造，即所述结构相对于其在堆叠方向上的位置布置在节点位置，因此在光传播过程中，所述结构大多数时候忽略由于光强度的加载，因此实际上，在波导中传播的光没有在所述结构上实现散射。

因此，这样的波导的优点在于，将来自周围环境的光集中在其中，但是具有以下缺点：使用所述波导不能直接进行光的输出耦合，特别是基于需求的可选的输出耦合。

发明内容

因此，本发明的目的是进一步完善这种已知的波导，以便利用波导使得光的低损耗传播成为可能，但是也开发基于需求的输出耦合，特别是在多个不同的位置，优选每个位置可由控制装置(Ansteuerung)选择。此外，本发明的目的是提供一种具有至少一个这种波导的显示器，以及开发一种用于输出耦合来自这种波导的光的方法。

所述目的通过所述波导如下实现，即所述波导包括至少一个装置，其用于至少暂时改变所导入的波导模式的节点和所述结构相对于彼此的相对位置。为此，所述波导例如可能包括至少一个装置，其用于使得所引导的波导模式的节点相对于影响光传播的结构的相对位置至少暂时位移，或者使得所述结构相对于所述节点至少暂时位移。因此，在第一所述实施方案中，节点在波导中的局部位置，和在第二实施方案中，结构在波导中的局部位置，优选由于这种装置而改变。在以下的描述中，术语“结构”以简短的方式在各种情况下表示影响光传播的结构。