[发明专利]衍射光学元件及其制备方法、屏下光学系统及电子设备

权利要求书

1.一种衍射光学元件制备方法，其特征在于，包括步骤：

S1：获取二维屏幕穿透分布图，并加上一随机相位，以得到第一空间域，其中所述二维屏幕穿透分布图为二维屏幕的每个微结构的光穿透率的分布图；

S2：通过傅里叶变换将第一空间域转换成频率域；

S3：通过低通滤波减小所述频率域中的高阶衍射；

S4：通过反傅里叶变换将经过低通滤波后的频率域转换成区别于所述第一空间域的第二空间域；

S5：判断第二空间域的频率分量是否收敛到一预设截止频率范围内，其中所述截止频率为正态分布的标准差σ，若为是，则执行步骤S7；若为否，则执行步骤S6；

S6：将第二空间域加上一随机相位，以使第二空间域转换成新的第一空间域，并执行步骤S2；

S7：依据该第二空间域，换算出衍射光学元件的物理单元参数，并依据该物理单元参数，使用晶圆级工艺在基板上加工出物理单元，以得到衍射光学元件。

2.如权利要求1所述的衍射光学元件制备方法，其特征在于，步骤S2中傅里叶变换的公式为：

其中，ξ为频率域，i为虚数，ω为空间域；

步骤S4中反傅里叶变换的公式为：

3.如权利要求1所述的衍射光学元件制备方法，其特征在于，步骤S3中通过低通滤波减小高阶衍射的公式为：

其中，(x，y)为频率域在频空间内的坐标，σ为正态分布的标准差。

4.如权利要求1所述的衍射光学元件制备方法，其特征在于，步骤S7中依据第二空间域换算成衍射光学元件物理单元参数的公式为：

Φ＝2π(n₀-n)d/λ；

其中，Φ为空间域相位，n₀空气折射率，n为衍射光学元件材质的折射率，d为物理单元的结构深度，λ为波长。

5.一种衍射光学元件，其特征在于，包括：

基板；及

若干物理单元，通过晶圆级工艺设置于所述基板的至少一侧，用于消减高阶衍射；

所述物理单元的参数依据权利要求1-4任意一项所述的衍射光学元件制备方法确定。

6.如权利要求5所述的衍射光学元件，其特征在于，所述衍射光学元件为一阶、二阶、四阶或八阶。

7.如权利要求5所述的衍射光学元件，其特征在于，所述物理单元的结构深度范围为0.2μm-1μm，所述物理单元的线宽范围为0.5μm-4μm，所述物理单元于所述基板上相对应位置的对位精度范围为±1.5μm。

8.一种屏下光学系统，其特征在于，包括：

透明显示屏，包括多个用于显示的周期性排列的像素单元；

光学模组，用于接收来自所述透明显示屏的光束或透过所述透明显示屏向外发射光束；及

如权利要求5-7中任意一项所述的衍射光学元件，设置于所述透明显示屏与所述光学模组之间。

9.如权利要求8所述的屏下光学系统，其特征在于，所述衍射光学元件与所述透明显示屏之间的空隙范围为0μm-5μm。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：

本体；及

如权利要求8或9任意一项所述的屏下光学系统。