[发明专利]一种几何光波导装置

说明书

本发明公开了一种几何光波导装置，包括第一波导基板、第二波导基板和耦合入射面；第一波导基板和第二波导基板内均设置有若干层分光膜；耦合入射面与第一波导基板的光波输入面连接；第一波导基板的光波输出面与第二波导基板的光波输入面连接。本发明提供了一种几何光波导装置,能够解决现有技术中扩瞳效率不佳的技术问题；同时能够有效地缩小光机的尺寸，不仅能够节省设备的制造成本，还能够实现眼镜的轻量化和小型化，提高用户的使用体验。

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，尤其是涉及一种几何光波导装置。

背景技术

光波导(optical waveguide)是由光透明介质(如石英玻璃)构成的传输光频电磁波的导行结构。光波导的传输原理是在不同折射率的介质分界面上，电磁波的全反射现象使光波局限在波导及其周围有限区域内传播。

现有的光波导装置设置一个耦合入射面和一个波导基板构成一维扩瞳光路，以实现光波的传播，其实现原理为：光机的光线通过反射斜面或棱镜等结构从耦合入射面入射到光波导中，通过设计耦合入射面的角度或棱镜形状使得光波到达光波导中，并往耦出阵列部分进行传播，从而实现将光波反射出到人眼。

本申请的发明人在研究中发现，现有的几何光波导装置通过一维扩瞳光路使得光波在传播过程中只能单次实现一个方向的扩瞳，导致扩瞳的效率不佳。

发明内容

本发明提供了一种几何光波导装置,能够解决现有技术中扩瞳效率不佳的技术问题。

一方面，本发明的第一实施例提供了一种几何光波导装置，包括第一波导基板、第二波导基板和耦合入射面；

所述第一波导基板和所述第二波导基板内均设置有若干层分光膜；光波耦入到所述第一波导基板内的入射角度满足全反射条件：θ＞arcsin(n₀/n₁)；所述第一波导基板每一层所述分光膜反射的光线入射到所述第二波导基板后的入射角满足全反射条件：θ＞arcsin(n₀/n₁)，且所述第一波导基板和所述第二波导基板中每一层所述分光膜的反射率沿光路传播方向逐渐提高；其中，θ为光波的入射角度，n₁为导基板的折射率，n₀为空气的折射率；

所述耦合入射面与所述第一波导基板的光波输入面连接；所述第一波导基板的光波输出面与所述第二波导基板的光波输入面连接。

进一步地，任意相邻两层所述分光膜之间的间距相等。

进一步地，所述第一波导基板的上表面与所述第二波导基板的上表面处于同一平面，所述第一波导基板的下表面与所述第二波导基板的下表面处于同一平面。

进一步地，所述耦合入射面倾斜设置于所述第一波导基板。

进一步地，还包括棱镜，所述棱镜设置于所述第一波导基板和所述第二波导基板的同一侧，所述棱镜的入光面作为所述耦合入射面。

进一步地，所述第一波导基板内置的每一层所述分光膜，与所述第二波导基板所在的平面呈45°夹角。

进一步地，所述第二波导基板内置的每一层所述分光膜，与所述第二波导基板所在平面形成的夹角为光波在所述第二波导基板中入射角的1/2。

本发明提供了一种几何光波导装置,通过设置耦合入射面、第一波导基板、第二波导基板，能够将光线从耦合入射面射入到第一波导基板中后，通过第一波导基板中的分光膜将反射光射入到第二波导基板中，实现二维扩瞳以获得更大的出瞳尺寸，能够解决现有技术中扩瞳效率不佳的技术问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的几何光波导装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的第一波导基板和耦合入反射面的左视光路图；