[发明专利]用于波导计量的方法与设备

说明书

本文描述的实施方式涉及用于测量和表征利用玻璃基板的增强现实和虚拟现实波导结构的性能的设备。波导性能测量系统通常包括：光源，被配置为将光导向波导上的输入耦合光栅区域；以及一个或多个光探测器，被配置为从波导的第二侧上的输出耦合光栅区域收集光。光源和一个或多个光探测器设置在围绕波导定位的一个或多个可调节工作台上。在某些实施方式中，一个或多个可调节工作台被配置为以线性方式移动或以轨道运动围绕波导绕转和/或旋转。

技术领域

本揭示内容的实施方式大体涉及用于增强现实、虚拟现实和混合现实的波导以及用于表征这种波导的设备。更特定而言，本文描述的实施方式涉及一种用于确定波导组合器的运行效率的计量设备。

背景技术

虚拟现实通常被认为是计算机生成的模拟环境，其中用户具有明显的实体存在。可以在三维(3D)中生成虚拟现实体验，并使用头戴显示器(HMD)进行观看以显示替代实际环境的虚拟现实环境，所述头戴显示器诸如眼镜或其他具有近眼显示面板作为镜头的可穿戴式显示设备。

然而，增强现实技术提供了一种体验，其中用户仍然可以透过眼镜或其他HMD设备的显示镜头观看周围的环境，还可以看到虚拟物件的图像，这些图像被生成以用于显示，并表现为环境的部分或覆盖到环境上。增强现实可以包括任何类型的输入，诸如音频和触觉输入，以及可以增强或扩增用户体验环境的虚拟图像、图形和视频。作为新兴技术，增强现实存在许多挑战和设计限制。

这样的挑战之一是控制增强现实显示设备的品质。许多当前的增强现实显示设备利用波导组合器来帮助将虚拟图像覆盖在周围环境上。由于波导趋于具有不均匀的性质，导致光从一个设备到另一设备的传播方式不同，因此制造波导组合器可具有挑战性。因此，制造后的波导组合器的品质控制对于在增强现实显示设备之间保持一致的性能至关重要。常规的波导计量系统被用于波导的表征和制造后的品质控制。常规的度量系统被配置为照射波导上的单个点并收集来自该单个点的光传播数据。由于先进的波导通常采用复杂的光栅设计并拥有具有不同光调变特性的多个不同区域，因此从单个点或区域收集光会导致整个波导性能的表征不完整且不准确。

因此，本领域需要用于表征波导组合器性能的改进的方法和设备。

发明内容

在一个实施方式中，提供了一种波导计量系统。所述波导计量系统包括：光源，耦接到第一工作台；样本保持器，耦接到第二工作台；以及一个或多个扫描探测器，设置在第三工作台上。所述光源被配置为朝向样本保持器引导光。所述扫描探测器设置为在轨道上(orbitally)邻近样本保持器并与光源相对，并且扫描探测器被配置为收集透射的光。光谱仪与扫描探测器通信。

在一个实施方式中，提供了一种波导计量系统。所述波导计量系统包括：光源，耦接到第一工作台；样本保持器，耦接到第二工作台；一个或多个散射仪，耦接到第三工作台；以及一个或多个反射探测器，耦接到第四工作台上。所述光源被配置为朝向样本保持器传输光。所述散射仪设置为邻近样本保持器并与光源相对，并且散射仪被配置为收集从光源传输的光。反射探测器被配置为收集反射的光。光谱仪与反射探测器以及散射仪通信。

在一个实施方式中，提供了一种波导计量系统。所述波导计量系统包括：白光源，耦接到第一工作台；样本保持器，耦接到第二工作台；两个或更多个反射探测器，耦接到第三工作台；以及两个或更多个透射探测器，耦接到第四工作台。所述白光源被配置为产生准直的入射光束。所述反射探测器被配置为收集从所述样本保持器的方向反射的光。所述透射探测器被配置为收集从所述白光源传输的光。光谱仪与所述反射探测器以及所述透射探测器通信。

附图说明

可通过参考实施方式获得以上简要概述的本公开内容的更特定描述，以便能够更详细地了解本公开内容的上述特征，附图图示了其中一些实施方式。然而应注意到，附图仅图示示例性实施方式，且因此不应被视为限制实施方式的范围，并可允许其他等效的实施方式。

图1A示出了根据本揭示内容实施方式的波导组合器的示意性侧视图。