[发明专利]用于减少波导显示器中的彩虹的倾斜表面浮雕光栅

权利要求书

1.一种波导显示器，包括：

衬底，其包括两个相对表面；和

倾斜光栅，其在所述衬底的两个相对表面的第一表面处，其中：

所述倾斜光栅包括多个脊，并且以一个方向上的光栅周期为特征；

所述多个脊以相对于所述第一表面的表面法线的倾斜角倾斜，并且以高度为特征；和

所述多个脊的高度、所述光栅周期和所述倾斜角被配置成在由所述倾斜光栅衍射的环境光之间引起相消干涉。

2.根据权利要求1所述的波导显示器，其中：

在所述多个脊的高度与所述光栅周期的整数倍除以所述倾斜角的正切之间的差小于阈值。

3.根据权利要求2所述的波导显示器，其中：

所述阈值等于或小于所述多个脊的高度的10％。

4.根据权利要求1所述的波导显示器，还包括：

在所述衬底的两个相对表面的第二表面上的抗反射涂层。

5.根据权利要求1所述的波导显示器，还包括：

在所述倾斜光栅的与所述衬底的两个相对表面的所述第一表面相对的表面上的抗反射涂层。

6.根据权利要求1所述的波导显示器，还包括：

在所述倾斜光栅的与所述衬底的两个相对表面的所述第一表面相对的表面上的涂刷层。

7.根据权利要求1所述的波导显示器，其中：

在所述多个脊的高度与所述光栅周期除以所述倾斜角的正切之间的差小于阈值。

8.根据权利要求1所述的波导显示器，其中：

所述倾斜光栅包括表面浮雕光栅。

9.根据权利要求1所述的波导显示器，其中：

所述倾斜角大于50度。

10.根据权利要求1所述的波导显示器，其中：

所述倾斜光栅包括二维光栅。

11.根据权利要求1所述的波导显示器，其中：

所述衬底被配置为通过全内反射在所述两个相对表面反射显示光；和

所述倾斜光栅相对于所述衬底布置，以反射地衍射所述显示光和透射地衍射来自所述波导显示器前面的环境的环境光。

12.根据权利要求1所述的波导显示器，其中：

所述衬底被配置为通过全内反射在所述两个相对表面反射显示光；和

所述倾斜光栅相对于所述衬底布置，以透射地衍射所述显示光和来自所述波导显示器前面的环境的环境光。

13.一种光栅耦合器，包括：

以光栅周期为特征的倾斜光栅，所述倾斜光栅包括多个倾斜脊，其中：

所述多个倾斜脊以高度和相对于所述倾斜光栅的表面法线的倾斜角为特征；和

在所述多个倾斜脊的高度与所述光栅周期的整数倍除以所述倾斜角的正切之间的差小于阈值。

14.根据权利要求13所述的光栅耦合器，其中：

所述多个倾斜脊的高度等于所述光栅周期除以所述倾斜角的正切。

15.根据权利要求13所述的光栅耦合器，还包括：

所述倾斜光栅上的涂刷层，其中：

所述涂刷层填充所述多个倾斜脊之间的间隙；和

所述涂刷层的折射率不同于所述多个倾斜脊的折射率。

16.一种光学元件，包括：

倾斜光栅，其被配置为相消干涉由所述倾斜光栅衍射的环境光的至少一部分。