[发明专利]一种工程扩散片及其设计、制作方法

说明书

本发明公开了一种工程扩散片及其设计、制作方法，所述工程扩散片包括光学衬底、于所述光学衬底上形成的微透镜阵列，所述微透镜阵列包括若干排布的菲涅尔微透镜，若干菲涅尔微透镜中各个所述菲涅尔微透镜的边界随机，和/或若干菲涅尔微透镜中各个菲涅尔微透镜的初始相位随机，排成一排或一列的菲涅尔微透镜的中心点在一条直线两侧的预定范围内随机分布，所述光学衬底为透明衬底，于所述光学衬底的一侧表面上随机刻蚀形成若干个所述菲涅尔微透镜，若干个所述菲涅尔微透镜在所述光学衬底上紧密排列。本发明所述工程扩散片通过菲涅尔微透镜阵列提高了工程扩散片表面的填充率，提高了扩散片的光学性能，且降低了加工难度。

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种工程扩散片及其设计、制作方法。

背景技术

近几年兴起的人脸识别、三维探测等领域对高质量光源的需求也日益增长。而激光作为一种高质量光源也被应用在各种应用场景中，从半导体激光器的特性可知，出射激光光束为高斯分布，发散角大，且快慢轴发散角不同，导致快慢轴方向的强度分布不对称，降低了光束的质量，从而限制了半导体激光器的发展和应用，因此对半导体激光器光束进行匀化是非常重要的。微透镜阵列是目前广泛应用的一种工程扩散片，这种方法的优势在于对入射光的光强分布要求不高，具有适应性强，能量利用率高的优点。但是，目前的微透镜阵列通常采用折射非球面透镜阵列，但其填充因子不高，存在过渡区，直接透过的光束将导致光束能量分布不均匀，此外面型难以控制，对非球面的面形精度要求极高，且特征尺寸为微米量级加工十分困难。

因而，亟需提出一种新的技术方案来解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，一方面是提供一种工程扩散片，用以解决现有技术中制得的具有微透镜阵列的工程扩散片的填充因子不高，光束不均匀的问题，采用的技术方案如下：

一种工程扩散片，其包括：光学衬底；于所述光学衬底上形成的微透镜阵列，所述微透镜阵列包括若干排布的菲涅尔微透镜。

在一个优选的实施例中，若干菲涅尔微透镜中各个所述菲涅尔微透镜的边界随机；和/或若干菲涅尔微透镜中各个所述菲涅尔微透镜的初始相位随机。

在一个优选的实施例中，排成一排或一列的所述菲涅尔微透镜的中心点在一条直线两侧的预定范围内随机分布。

在一个优选的实施例中，所述光学衬底为透明衬底，于所述光学衬底的一侧表面上随机形成若干个所述菲涅尔微透镜，若干个所述菲涅尔微透镜在所述光学衬底上紧密排列。

在一个优选的实施例中，每个所述菲涅尔微透镜的形貌参数包括焦距、台阶数和台阶深度；若所述菲涅尔微透镜的焦距一定，则所述菲涅尔微透镜上的环带的宽度自所述菲涅尔微透镜的中心向所述菲涅尔微透镜的边缘逐渐减小。

在一个优选的实施例中，所述菲涅尔微透镜最外圈环带的台阶数小于等于预定台阶数。

在一个优选的实施例中，最外侧的环带的宽度大于等于预定最小宽度。

本发明还提供一种工程扩散片的设计方法，其包括：

根据目标光场确定组成微透镜阵列的每个微透镜口径的范围；

根据每个所述微透镜的口径生成随机边界；

设定每个所述微透镜的初始焦距及初始相位，并将其带入衍射积分公式得到模拟光场；

计算所述模拟光场与所述目标光场的相关度，得到评价函数；

通过优化算法对所述评价函数不断迭代，获得微透镜阵列中各个微透镜的焦距和相位。

本发明还提供一种工程扩散片的制作方法，其包括：

于基底表面形成图案形成层，