[发明专利]漫射照明系统

权利要求书

1.一种漫射照明系统，包括：

垂直腔面发射激光VCSEL发射器阵列，每个VCSEL发射器具有发射表面，光通过所述发射表面被发射；以及

漫射元件，包括透明基底和纳米结构阵列，所述透明基底具有第一表面和第二表面，所述透明基底位于多个VCSEL发射器中的每个VCSEL发射器上方，并且所述纳米结构阵列位于所述透明基底的所述第二表面上，其中每个纳米结构的尺寸和形状被配置为延迟入射在每个纳米结构上的光的第一偏振状态的相位，以及延迟入射在每个纳米结构上的光的第二偏振状态的相位，其中所述第一偏振状态与所述第二偏振状态正交，以及其中入射在每个纳米结构上的所述光由所述VCSEL发射器阵列中的至少一个VCSEL发射器发射。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述VCSEL发射器阵列包括发射器的行和发射器的列，其中每行发射器中的相邻发射器由第一节距分隔，其中每列发射器中的相邻发射器由第二节距分隔，其中所述纳米结构阵列包括纳米结构的行和纳米结构的列，其中每行纳米结构中的相邻纳米结构由第三节距分隔，并且其中每列纳米结构中的相邻纳米结构由第四节距分隔，其中由所述VCSEL发射器阵列的所述发射器发射的光具有波长，以及其中所述第三节距和所述第四节距小于或约等于所述波长。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述透明基底的下表面通过气隙与所述多个VCSEL发射器中的每个VCSEL发射器的所述发射表面间隔开。

4.根据权利要求2所述的系统，其中所述纳米结构是柱。

5.根据权利要求2所述的系统，其中所述第一节距、所述第二节距、所述第三节距以及所述第四节距彼此不同。

6.根据权利要求2所述的系统，其中所述第一节距大于所述第三节距和所述第四节距，并且所述第二节距大于所述第三节距和所述第四节距。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述第一节距等于所述第二节距，并且所述第三节距等于所述第四节距。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述透明基底由玻璃、熔融石英或其它介电材料形成，并且所述纳米结构由非晶硅、多晶硅或与所述透明基底相比表现出显著折射率的其他材料形成。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述漫射元件进一步包括透明密封剂，其中所述透明密封剂覆盖所述纳米结构阵列，以及其中所述透明密封剂具有的折射率低于所述VCSEL发射器阵列的折射率。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述透明基底的所述第一表面是面向所述多个VCSEL发射器的下表面，所述透明基底的所述第二表面是上表面，并且所述纳米结构从所述上表面向上延伸。

11.根据权利要求1所述的系统，其中所述照明不均匀性包括由散斑图案拍频产生的结构化噪声，其中散斑图案是由于从发射器所发射的光通过所述漫射元件的干涉产生的。

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述第一偏振状态是S偏振状态，并且所述第二偏振状态是P偏振状态。

13.根据权利要求12所述的系统，其中所述纳米结构是通过间隙彼此分隔的柱，其中在所述柱之间的所述间隙包括空气或透明密封剂材料，其中所述柱具有的折射率大于空气的折射率和所述透明密封剂材料的折射率，以及其中所述形状是在平行于所述透明基底的上表面的平面中限定的截面形状，以及其中所述尺寸是所述截面形状的尺寸。

14.根据权利要求13所述的系统，其中每个柱的所述截面形状是以下项中的一项：椭圆形、圆形、正方形和矩形。