[发明专利]用于利用低周期出耦光栅传送图像的高指数波导

权利要求书

1.一种用于将图像光从图像光源传送到具有跨越角范围Γ的目标视场(FOV)的眼动范围的波导，所述波导包括：

用于通过全内反射在其中传播所述图像光的衬底；

输入耦合器，其由所述衬底支撑，并且被配置为将所述图像光耦合到所述波导中；以及

输出耦合器，其由所述衬底支撑，并且被配置为将所述图像光耦合出所述波导，以用于朝向所述眼动范围传播；

其中所述输出耦合器包括第一输出光栅，所述第一输出光栅具有不超过的节距p₁，

其中λ是蓝光的波长。

2.根据权利要求1所述的波导，其中

3.根据权利要求1或2所述的波导，其中所述衬底具有至少2.3的折射率。

4.根据前述权利要求中任一项所述的波导，其中所述输出耦合器还包括第二输出光栅，所述第二输出光栅被配置为与所述第一输出光栅协作来将所述图像光衍射出所述波导，并且其中所述第二输出光栅具有不超过p_l的节距p₂。

5.根据权利要求4所述的波导，其中所述输入耦合器包括输入光栅，所述输入光栅具有不超过p₁的节距p₀；其中所述第一输出光栅和所述第二输出光栅协作，以用于以与所述图像光在所述波导上的入射角相等的输出角将所述图像光衍射出所述波导；和/或其中所述第一输出光栅和所述第二输出光栅被设置在所述波导的相对面处。

6.根据前述权利要求中任一项所述的波导，其中所述波导被配置用于将红色(R)通道和绿色(G)通道中的至少一项传送到所述眼动范围；和/或其中λ等于或小于450nm。

7.根据前述权利要求中任一项所述的波导，其中p₁≤300nm。

8.根据前述权利要求中任一项所述的波导，其中所述眼动范围在第一方向上延伸长度2a，其中所述第一输出光栅在所述第一方向上延伸长度2b，并且被设置在距所述眼动范围距离d处；并且其中所述节距p₁不超过其中θ_m＝atan[(b+a)/d]。

9.根据权利要求3所述的波导，其中所述输出耦合器还包括第二输出光栅，所述第二输出光栅被配置为与所述第一输出光栅协作，以与所述图像光在所述输入耦合器上的入射角相等的输出角将所述图像光衍射出所述波导，其中所述第二输出光栅具有不超过p₁的节距。

10.根据权利要求9所述的波导，其中所述波导被配置为将所述图像光的红色通道或所述图像光的绿色通道中的至少一项传送到所述眼动范围。

11.根据权利要求9所述的波导，其中λ≤500nm，并且其中所述波导被配置为将具有等于或长于600nm的波长的所述图像光的红色通道传送到所述眼动范围。

12.一种近眼显示(NED)设备，包括：

光源，被配置为发射包括多个颜色通道的图像光；以及

根据权利要求1至11中任一项所述的波导，其被光学耦合到所述光源，并且被配置为将来自所述光源的所述图像光的一部分传送到跨越角范围Γ的目标视场(FOV)内的眼动范围。

13.根据权利要求12所述的NED设备，包括波导堆叠，所述波导堆叠包括所述波导，其中所述波导堆叠中的每个波导包括具有至多为p₁的节距的输出光栅。