[发明专利]用于照明光学器件的衍射元件的基于偏振的复用

权利要求书

1.一种光束扩展结构，包括：

第一空间变化偏振器，被配置为接收来自光源的入射光束，所述第一空间变化偏振器可操作以在第一视域上衍射第一偏振态的光，并且使具有正交于所述第一偏振态的第二偏振态的入射光穿过而不被所述第一空间变化偏振器衍射；以及

第二空间变化偏振器，与所述第一空间变化偏振器光学对准并且被定位成接收来自所述第一空间变化偏振器的光，所述第二空间变化偏振器可操作以在第二视域上衍射所述第二偏振态的光，并且使具有所述第一偏振态的入射光穿过而不被所述第二空间变化偏振器衍射。

2.如权利要求1所述的光束扩展结构，其中所述第一空间变化偏振器和所述第二空间变化偏振器中的每一个包括多扭曲延迟器。

3.如权利要求1所述的光束扩展结构，其中所述第一空间变化偏振器和所述第二空间变化偏振器中的每一个包括液晶材料。

4.如权利要求1所述的光束扩展结构，其中所述第一视域和所述第二视域共同形成组合视域，所述组合视域大于所述第一视域和所述第二视域中的每一个。

5.如权利要求1所述的光束扩展结构，其中所述光束扩展结构是头戴式显示器、抬头显示器、飞行时间传感器或立体深度传感器中的部件。

6.如权利要求1所述的光束扩展结构，其中所述第一空间变化偏振器将所述第一偏振态的光衍射为第一衍射级，并且所述第二空间变化偏振器将所述第二偏振态的光衍射为不同于所述第一衍射级的第二衍射级。

7.如权利要求6所述的光束扩展结构，其中所述第一衍射级和所述第二衍射级中的一者包括+1衍射级，并且所述第一衍射级和所述第二衍射级中的另一者包括-1衍射级。

8.如权利要求1所述的光束扩展结构，还包括：

可操作以生成所述入射光束的激光光源。

9.如权利要求1所述的光束扩展结构，其中所述入射光束以相对于所述第一偏振态和所述第二偏振态45度角进行偏振。

10.如权利要求1所述的光束扩展结构，其中所述第一视域和所述第二视域至少部分地彼此重叠。

11.如权利要求1所述的光束扩展结构，其中所述第二视域不同于所述第一视域。

12.如权利要求1所述的光束扩展结构，其中所述第一偏振态和所述第二偏振态中的一者包括p偏振，并且所述第一偏振态和所述第二偏振态中的另一者包括s偏振。

13.如权利要求1所述的光束扩展结构，其中所述第一空间变化偏振器实现在第一方向上倾斜的负透镜，并且所述第二空间变化偏振器实现在不同于所述第一方向的第二方向上倾斜的负透镜。

14.如权利要求1所述的光束扩展结构，其中所述第一空间变化偏振器实现在第一方向上倾斜的负透镜，并且所述第二空间变化偏振器实现在与所述第一方向相反的第二方向上倾斜的负透镜。

15.一种照明源，包括：

激光光源；以及

光束扩展结构，所述光束扩展结构包括：

第一空间变化偏振器，被配置为接收来自所述激光光源的入射光束，所述第一空间变化偏振器可操作以在第一视域上衍射第一偏振态的光，并且使具有正交于所述第一偏振态的第二偏振态的入射光穿过而不被所述第一空间变化偏振器衍射；以及

第二空间变化偏振器，与所述第一空间变化偏振器光学对准并且被定位成接收来自所述第一空间变化偏振器的光，所述第二空间变化偏振器可操作以在不同于所述第一视域的第二视域上衍射所述第二偏振态的光，并且使具有所述第一偏振态的入射光穿过而不被所述第二空间变化偏振器衍射。