[发明专利]用于在液晶可变滞后器上分布光的出瞳扩大器

说明书

本发明提供一种光学装置，其包括液晶可变滞后器。出瞳扩大器光学耦合到该液晶可变滞后器，该出瞳扩大器包括：至少一个光学输入特征，其从参考光源接收参考光；以及一个或多个光学耦合元件，其被耦合以从该参考光源接收该参考光并且将该参考光扩大到该液晶可变滞后器的一个或多个空间分离区域。

发明内容

本公开涉及一种用于在液晶可变滞后器上扩大光的出瞳扩大器。在一个实施例中，一种光学装置包括液晶可变滞后器。出瞳扩大器光学耦合到该液晶可变滞后器，该出瞳扩大器包括：至少一个光学输入特征，其从参考光源接收参考光；以及一个或多个光学耦合元件，其被耦合以从该参考光源接收该参考光并且将该参考光扩大到该液晶可变滞后器的一个或多个空间分离区域。

在另一个实施例中，参考光耦合到出瞳扩大器的光学输入。参考光扩大到出瞳扩大器的一个或多个空间分离区域。使扩大的参考光通过液晶可变滞后器。基于对通过液晶可变滞后器的扩大的参考光进行检测，确定液晶可变滞后器的空间相关滞后。

附图说明

以下讨论参考以下附图，其中相同的附图标记可以在多个附图中用于表示类似/相同的部件。附图并不一定按比例绘制。

图1是根据示例性实施例的光学装置的示意图；

图2和3是根据示例性实施例的出瞳扩大器的示意图；

图4是根据示例性实施例的偏振干涉仪的框图；

图5至7是根据其它示例性实施例的液晶可变滞后器的示意图；

图8是根据另一个示例性实施例的装置的框图；以及

图9和10是根据示例性实施例的方法的流程图。

具体实施方式

本公开涉及用于光学滞后控制的液晶装置。通常，液晶(LC)材料是具有一些结晶性质(例如，内部结构的定向，诸如指示LC分子的局部平均排列的LC指向矢)的液体，该结晶性质可以通过施加外部刺激(诸如电场或磁场)而被选择性地改变。LC指向矢的定向的变化改变了LC材料的光学性质，例如改变LC双折射的光轴。虽然液晶的可选定向具有广泛的应用(例如，电子显示器)，但是本公开涉及称为可变光学滞后器或LC可变滞后器(LCVR)的一类装置。

LCVR在通过液晶的光的两次正交偏振之间产生可变光学路径延迟或可变滞后。LCVR内的一个或多个液晶单元用作电气可调双折射元件。通过改变液晶单元的电极两端的电压，单元分子改变它们的定向，并且可以在入射偏振方向上的第一光线与正交偏振中的第二光线(例如，寻常光线和非常光线)之间形成可变光学路径延迟。该路径延迟导致第一与第二光线之间的波长相关相移。

因为LCVR产生电可控光学路径延迟，所以它们有时用于干涉仪，特别是偏振干涉仪。偏振干涉仪是共路径干涉仪(意味着干涉仪的两个臂均遵循相同的几何路径)，其将偏振元件与双折射元件组合以产生干涉图，由此双折射元件引起的光学路径延迟在空间和/或时间上变化。

为了形成具有LCVR的偏振干涉仪，将LCVR放置在具有标称平行或垂直偏振轴的第一偏振器和第二偏振器之间。LCVR的慢轴(具有可变光学路径延迟的偏振轴)相对于第一偏振器的偏振方向被标称定向为45度。入射光由第一偏振器偏振到入射偏振方向。因为LCVR的慢轴相对于该入射偏振方向为45度，所以可以根据与LCVR的慢轴平行偏振的光的一部分和与该轴垂直偏振的光的一部分来描述偏振入射光。

当光通过LCVR时，它获取第一与第二偏振之间的波长相关相对相移，由此产生偏振状态的波长相关变化。与第一偏振器平行或垂直定向的第二偏振器或分析器使垂直偏振光的部分干扰与LCVR的慢轴平行偏振的光的部分，由此将在LCVR的输出处的波长相关偏振状态改变为可以由光学检测器或焦平面阵列感测的波长相关强度图案。通过在改变LCVR的滞后的同时感测该强度，可以测量入射光的干涉图，其可以用于确定入射光的光谱性质。