[发明专利]用于波导显示应用的渐变折射率分布的制造

说明书

一种用于波导显示应用的渐变折射率分布的制造，用于制造光波导的制造系统包括：扩散通道，在第一端处具有多个入口以及在与第一端相反并且与入口间隔通道长度的第二端处的出口。多个入口中的每一个包括中央入口和外入口，中央入口使第一树脂流入扩散通道中，使得第一树脂沿着扩散通道的通道长度朝向出口流动，外入口使第二树脂沿着第一树脂的外围流动。第二树脂可以具有与第一树脂不同的折射率。在通道长度上在第一树脂的部分与第二树脂的部分之间可发生扩散，以形成具有至少在一个维度上具有多个折射率的分布的复合树脂。

本申请是申请日为2018年9月4日，申请号为201811026221.0，发明名称为“用于波导显示应用的渐变折射率分布的制造”的申请的分案申请。

技术领域

本公开总体上涉及波导显示器，并且具体地涉及制造波导显示器中具有渐变折射率分布的平面波导的方法。

背景技术

渐变折射率透镜(Graded index lenses，GRIN)在光学材料内产生光功率。这样的GRIN透镜广泛地用于准直和成像光学设备中的光。大多数GRIN透镜是圆形透镜或具有沿着二维存在的折射率梯度的光纤的形式。常规的GRIN透镜通过诸如离子交换、化学气相沉积、离子填充、部分聚合、高折射率分子在聚合物基体中的非均匀分布、中子照射以及聚合物层共挤压聚合物与相对高和低折射率的处理等来制造。在这样的处理中，GRIN透镜包括显著地比光波长薄的层，并且GRIN透镜的有效折射率由高折射率聚合物和低折射率聚合物的总量的比率来控制。

遗憾的是，用于制造GRIN透镜的当前方法具有若干问题。例如，由层共挤压(layercoextrusion)制成的波导制造的光学器件对于以接近正交的角度传播到波导的表面的光而言具有很少的散射，但是对于平行于波导的表面传播的光而言可具有非常高的散射。因而，传统的处理不适合于制造具有更好的耐久性和致密性(compactness)的GRIN波导。

发明内容

一种用于制造光波导的系统，包括：扩散通道，具有在第一端处的多个入口；以及与所述第一端相反并且与所述多个入口间隔通道长度的第二端处的出口。多个入口包括中央入口和至少一个外入口，中央入口将第一树脂输入到扩散通道中，使得所述第一树脂沿着所述扩散通道的所述通道长度朝向所述出口流动，所述至少一个外入口沿着所述第一树脂的外围输入第二树脂，所述第二树脂具有与所述第一树脂不同的折射率。在所述通道长度上在所述第一树脂的部分与所述第二树脂的部分之间发生扩散，以形成具有至少在一个维度上具有多个折射率的分布的复合树脂。在示例中，该分布中的多个折射率是通过以下各项中的至少一项实现的：所述第一树脂和所述第二树脂的流速、允许发生扩散的时间、所述第一树脂相对于所述第二树脂的比例、跨所述扩散通道的温度梯度以及其中的一些组合。在一些配置中，复合树脂具有基本上抛物线的分布，所述抛物线的分布具有沿着第一维度的多个折射率以及具有沿着第二维度和第三维度的固定值折射率，所述第二维度和所述第三维度分别垂直于所述第一维度。复合树脂可以形成例如具有渐变折射率的波导。渐变的折射率包括至少一个维度上的多个折射率。在一些实施方式中，多个折射率可以具有基本上抛物线的分布。

在一些实施方式中，该系统包括扩散系统，该扩散系统组合第一树脂的部分和第二树脂的部分。扩散系统可以将结合的第一树脂和第二树脂施加到基底上。该系统还可以包括旋转组件，该旋转组件沿着与第一维度正交的第二维度调节基底的部分。该系统还可以包括使第一树脂和第二树脂的至少一部分固化的照射系统。

本申请还包括以下内容：

1)一种系统，包括：

扩散通道，包括：在第一端处的多个入口；以及与所述第一端相反并且与所述多个入口间隔通道长度的第二端处的出口，所述多个入口包括：

中央入口，被配置为将第一树脂输入到所述扩散通道中，使得所述第一树脂沿着所述扩散通道的所述通道长度朝向所述出口流动，以及