[发明专利]光波导单元、阵列及平板透镜

权利要求书

1.一种光波导单元，其特征在于，包括：

至少一个全反射层组，所述每个全反射层组包括至少一类全反射层，每类所述全反射层包括至少一层单一全反射层；

至少两个子波导，每相邻两个子波导之间设置有一个所述全反射层组。

2.根据权利要求1所述的光波导单元，其特征在于，在所述全反射层组和所述子波导的层叠方向上，所述光波导单元的总高度H满足0.1mm<H<5mm。

3.根据权利要求1所述的光波导单元，其特征在于，所述子波导的数量为两个，设在所述两个子波导之间的所述全反射层组包括一类全反射层。

4.根据权利要求1所述的光波导单元，其特征在于，所述子波导的数量为4个，所述全反射层组的数量为三个，且包括：

位于中间的第一类全反射层；

两个第二类全反射层，所述第二类全反射层的折射率与所述第一类全反射层的折射率不同，在所述全反射层和所述子波导的层叠方向上，两个所述第二类全反射层分别位于所述第一类全反射层的两侧。

5.根据权利要求4所述的光波导单元，其特征在于，在所述层叠方向上，所述4个子波导的高度依次为GH1、GH2、GH3、GH4，其中，GH1＝GH4＝GH2+GH3，GH2＝GH3，GH1+GH2＝GH3+GH4。

6.根据权利要求1所述的光波导单元，其特征在于，所述子波导的数量为3个，所述全反射层组的数量为两个，所述两个全反射层组的折射率相同或不同。

7.根据权利要求1所述的光波导单元，其特征在于，所述全反射层组中每一类全反射层中每一层全反射层的分布满足如下公式：

其中，comb(x)表示梳状函数；

在所述全反射层组和所述子波导单元的层叠方向上，所述光波导单元的一侧表面作为基准面，其中

k为所述全反射层的总类数；

i为所述全反射层的类序数，且为整数；

x为第i类全反射层中某个单一全反射层到所述基准面的距离；

num为第i类全反射层中该单一全反射层的层序数；

Ti表示第i类全反射层的位置周期，所述位置周期为在所述光波导单元中相邻的所述第i类全反射层出现的最短距离；

δ(x)为脉冲函数。

8.根据权利要求7所述的光波导单元，其特征在于，所述位置周期Ti通过如下公式计算得到：

其中，W为光波导单元的横截面宽度，在所述横截面上所述宽度的方向垂直于所述层叠方向；

θi为入射到光波导单元表面第i类全反射层对应的入射角；

n为所述子波导的折射率。

9.根据权利要求7或8所述的光波导单元，其特征在于，所述每一类全反射层中的每一层的厚度为0.04mm<t<0.2Ti。

10.根据权利要求3-9中任一项所述的光波导单元，其特征在于，每一类所述全反射层的折射率范围n_ei通过如下公式计算：

其中，参数θi为观测视角范围内选定的预定角度，n为所述子波导的光学折射率，且n>1.4。

11.根据权利要求1所述的光波导单元，其特征在于，在所述全反射层组和所述子波导的层叠方向上，所述光波导单元的两个侧面均设置反射层。

12.一种光波导阵列，其特征在于，包括多个根据权利要求1-11中任一项所述的光波导单元，每个所述光波导单元的横截面呈矩形且多个所述光波导单元并列接合；

所述光波导阵列的外轮廓成矩形形状，且所述光波导单元的延伸方向与所述光波导阵列外轮廓的至少两条边均呈30-60度角。