[发明专利]一种均匀衍射闪耀光栅的制备方法及闪耀光栅在审

专利信息
申请号: 202211272866.9 申请日: 2022-10-18
公开(公告)号: CN115453675A 公开(公告)日: 2022-12-09
发明(设计)人: 王浩宇 申请(专利权)人: 烟台艾睿光电科技有限公司
主分类号: G02B5/18 分类号: G02B5/18;G03F7/00;G02B27/01;C23C28/00
代理公司: 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 代理人: 刘源
地址: 264006 山东*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 均匀 衍射 闪耀 光栅 制备 方法
【说明书】:

发明公开了一种均匀衍射闪耀光栅的制备方法及闪耀光栅,应用于衍射光波导技术领域,包括:基于压印工艺在基底表面设置第一厚度的残留层,以在残留层表面形成闪耀光栅结构;根据第一厚度确定表面镀层第二厚度的取值范围;在闪耀光栅结构表面设置第二厚度的表面镀层,以在预设视场角范围内均匀化闪耀光栅的衍射效率;第二厚度位于取值范围内。通过调整残留层与表面镀层的厚度,可以提高闪耀光栅在一定视场范围内衍射效率的均匀性,进而减少近眼显示时明暗不均的视觉体验。

技术领域

本发明涉及衍射光波导技术领域,特别是涉及一种均匀衍射闪耀光栅的制备方法以及一种闪耀光栅。

背景技术

光栅作为一种常见的衍射光学元器件,它的原理是单缝衍射和多缝干射的共同效应,广泛应用于衍射光波导领域。但是光栅的衍射效率与衍射级次有着密切的联系,光栅的衍射级次越高,衍射效率反而会越低,因此不能被波导利用的普通折射光(0级衍射)占据了大量的入射光能量。对于一个光波导结构来说,耦入光栅如果采用普通的矩形光栅,那么大部分入射光的能量并不能够沿着光波导传输到耦出光栅,这对于近眼显示来说是非常不利的。为了改善这种缺陷,研究者采用了闪耀光栅,闪耀光栅是平面反射光栅,其刻槽面与光栅面不平行,两者之间存在一个角度,称为闪耀角。此时入射光照射到闪耀光栅上时,能够将能量集中到某一衍射级次方向上,这个方向与闪耀角的大小有关,即我们可以人为控制将入射光的能量集中到我们所需要的传播级次上。

虽然闪耀光栅能够对入射光的能量进行较为集中的分配,但是对于裸光栅(表面没有金属膜层或高折射率材料膜层),仍有大部分的能量会直接透射出去。因此,现阶段会在裸光栅表面镀一层金属薄膜,通过减少透射从而提高反射衍射级次(即传播级次)的效率,但是这种方法只提高了入射光在某一角度下照射到闪耀光栅时的反射衍射效率,在一定范围内改变入射光的角度,其传播级次的衍射效率差异比较大,对于近眼显示设备来说,会造成明暗不均的视觉体验。因此,如何降低明暗不均的视觉体验是本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种均匀衍射闪耀光栅的制备方法,可以减少近眼显示时明暗不均的视觉体验;本发明的另一目的在于提供一种闪耀光栅,可以减少近眼显示时明暗不均的视觉体验。

为解决上述技术问题,本发明提供一种均匀衍射闪耀光栅的制备方法,包括:

基于压印工艺在基底表面设置第一厚度的残留层,以在所述残留层表面形成闪耀光栅结构;

根据所述第一厚度确定表面镀层第二厚度的取值范围;

在所述闪耀光栅结构表面设置所述第二厚度的所述表面镀层,以在预设视场角范围内均匀化闪耀光栅的衍射效率;所述第二厚度位于所述取值范围内。

可选的,在所述闪耀光栅结构表面设置第二厚度的所述表面镀层之后,还包括:

在所述表面镀层表面设置金属薄膜。

可选的,所述表面镀层包括沿厚度方向堆叠的多个表面子镀层;

多个所述表面子镀层的厚度之和等于所述第二厚度。

可选的,沿从所述闪耀光栅结构指向背向所述基底一侧方向,多个所述表面子镀层的折射率依次增加。

可选的,所述金属薄膜为金膜、银膜、铝膜中任意一种或多种沿水平方向拼接。

可选的,所述残留层厚度的取值范围为30nm至150nm。

可选的,所述表面镀层为TiO2膜层、Ta2O5膜层、ZrO2膜层中任意一种或多种沿厚度方向堆叠。

可选的,所述表面镀层为TiO2膜层;

所述根据所述第一厚度确定表面镀层第二厚度的取值范围包括:

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