增强接收角和选择性透射的多层反射体制造技术

多层介质反射体（１６０）中，处理反射体表面可有选择地增大透射通过反射体的光量。可以用各种表面处理使光透射通过反射体，否则会由反射体反射。在一个这样的反射体中，对于使大传播角光耦合进入多层反射体，表面的不同部分（１０１，１０３，１０７，１０９）具有不同的耦合效率（１０１，１０７）。反射体每一侧具有较高耦合效率的那些部分，都有较高的透射度。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术一般涉及多层反射体，特别涉及具有选择性透射特性的多层介质反射体。多层介质反射体通常用于分割在反射和透射之间的电磁谱部分，它在光学堆内一般应用二层以上不同的材料，不同材料沿光学堆至少一根平面内轴的折射率均不同，且足以在各层的界面反射光。一般的介质反射体极少吸收。根据其应用目的，可将介质堆构成反射大面积的电磁谱，其特定部分、一种偏振光等等，还可构成反射以法向和/或掠角入射的光。一种类型的多层介质反射体通过在基片上依次淀积诸薄膜而形成，此法能精心地控制各层的厚度而得到期望的反射带分布。形成介质反射体的另一种方法使用用共挤压的聚合物层形成光学堆。在各类反射体中，使用的层数多可提高最终介质反射体的性能。专利技术概述本专利技术一般涉及经选择性处理改变反射体透射特性的介质反射体。例如，通过将表面处理成改变光在一面进入反射体的传播角，且允许光在另一面从该反射体射出，可在局部区域有选择地改变介质反射的反射和透射特性。一实施例中，反射体包括一个光学重复单元的介质堆，该单元包括至少两种折射率不同的不同材料。该介质堆有一临界角度，在此角度下，在堆内传播的光将在堆与空气的界面经历内部全反射。与介质堆光学耦合的第一表面，被有选择地处理成将入射在第一表面上的至少一部分光以高于临界角的传播角度耦合入介质堆；第二表面被选择性处理成以高于临界角的某一角度从堆里耦合出至少一部分在介质堆中传播的光。对于一个表面上的不同介质堆区域而言，以高于临界角的传播角度将光引入或引出该堆的耦合效率是不同的。若干介质反射体适用于本专利技术的各种实施例。适用的反射体包括聚合物多层镜和偏振膜、蒸发淀积的介质镜等。可用各种处理方法有选择地将光引入介质堆和从中引出。经选择性处理的这类反射体可用作若干有用物品的一部分。例如，可以制作均匀照射的标志，对标志一侧作选择性处理，可改变该标志上的标记。上述
技术实现思路
不打算用来描绘本专利技术的每一示例性实施例或每种实施方案。下面的附图和详细说明会更具体地说明这些实施例。附图简要说明通过下面结合附图对本专利技术各种实施例的详细说明，可以更全面地理解本
技术实现思路
，其中附图说明图1是本专利技术一实施例的示意图；图2是表示本专利技术各实施例的另一示意图；图3A和图3B分别示出作为入射媒介折射率变化函数的P偏振和S偏振光的带像偏移；图4示出本专利技术一实施例的表面处理；图5示出本专利技术另一实施例的表面处理；图6示出本专利技术再一实施例的表面处理；图7是本专利技术的另一实施例；图8示出本专利技术一实施例中反射体的反射谱；图9示出本专利技术又一实施例；图10示出本专利技术又一实施例；图11示出本专利技术再一实施例；图12示出按照本专利技术一实施例制造的多层反射体的透射谱；图13示出按照本专利技术另一实施例制造的多层反射体的透射谱；图14示出本专利技术一实施例中再一多层反射体的透射谱；图15示出按照本专利技术又一实施例制造的多层反射体的透射谱；图16示出本专利技术再一实施例中作各种表面处理的各多层反射体的透射谱；图17示出按照本专利技术一实施例处理的另一多层反射体的透射谱；图18示出按照本专利技术一实施例处理的另一多层反射体的透射谱；图19示出按照本专利技术一实施例处理的另一多层反射体的透射谱； 图20示出按照本专利技术一实施例处理的另一多层反射体的透射谱；图21示出按照本专利技术一实施例处理的另一多层反射体的透射谱；图22示出按照本专利技术一实施例处理的另一多层反射体的透射谱；图23示出按照本专利技术一实施例处理的另一多层反射体的透射谱；图24示出本专利技术一实施例中反射体的散射和反射特性；图25示出本专利技术另一实施例中经不同处理的反射体的透射谱；图26示出本专利技术再一实施例中透射和处理之间的相互关系；图27示出本专利技术一实施例的隔栅；以及图28A和图28B示出本专利技术另一实施例的光组件。详细说明本专利技术一般适用于多种不同的多层反射体，特别适合多层介质镜与偏振器。为便于说明本专利技术的各个方面，虽然下面提出了此类反射体的一些特例，但是本专利技术并不限于这些特例。根据本专利技术的各种实施例，可以有选择地增大通过多层介质反射体透射的光量。多层介质反射体通常包括形成介质堆基本积木块的光学重复单元，光学重复单元一般包括二层或多层至少有高和低折射率的材料。利用这些积木块，可将多层反射体设计成反射红外、可见光或紫外波长以及一个或二个给定的正交成对偏振光。一般而言，按下式控制诸层的光学厚度，可将该种堆构成为使波长为λ的光反射λ＝(2/M)*Dr式中M为反射光次数的整数，Dr是光学重复单元的光学厚度。对于一次反射，光学重复单元为λ/2厚。简单的1/4波堆的各层为λ/4。宽带反射体可包括多个1/4波堆、整个堆的层厚度连续渐变的堆或它们的组合。典型的多层反射体还可包括非光学层。例如，共挤压的聚合物介质反射体可以包括便于形成反射体膜且用于保护反射体的保护边界层和/或表面层。在专利技术名称为“多层光学膜”的已经公布的PCT专利申请WO95/17303和专利技术名称为“色偏膜”的共同待审专利申请Ser.No.09/006/591中，都说明了特别适合本专利技术的聚合物光学堆，现在此引用作为参照。下面所述各个例子是1/4波堆，但本专利技术并不只限于1/4波堆，一般适用于任何介质堆，如计算机优化的堆与随意层厚度的堆等。介质堆对特定波长光的反射还部分地依赖于通过堆的传播角。对于在堆中以特定角度传播的光，可以认为多层反射体具有反射带分布(如带中心和带缘)。随着堆中传播角的变化，这种带分布也发生变化。堆中的传播角一般是入射角同介质堆及其周围媒介中各材料折射率的函数。反射带分布的带缘随着堆内传播角变化所发生的变化，可视为堆的带缘随角度的偏移。通常对于所研究的材料，当在空气中按掠角入射观察时，反射体对法向入射光的带缘偏移至其法向入射值的约80％。相反地，带金属成分的介质多层却没有这类明显的偏移。虽然大多数介质堆包括诸多分立层，但是对于皱折滤波器或其折射率随进入膜的深度发生周期性连续变化的任何膜而言，具有类似的角度动作。另外，诸如反射圆形偏振光的胆甾醇(cholesteric)液晶等手征结构材料，在带缘随光传播角偏移方面相似。一般而言，任何布拉格(Bragg)反射体，包括有序的球粒堆(如乳白玻璃)之类的稀有材料，都有这种效应，都包括在本专利技术内。反射带分布的角度相关性(如带缘随角度偏移)由层的有效厚度所发生的变化造成。在双折射介质层情况中，有效折射率随入射角的变化也影响到反射带分布。前者总占主导地位，而若在堆中使用正的或负的双射率材料，则随着角度从法向入射开始增大，反射带偏向更短的波长。尽管通过给定层的总路程随角度而增大，但是带位置随角度的变化并不依赖于通过一层的总路程随角度的变化，而是带位置依赖于从给定层的顶面和底面反射的光线之间的路程差。公式n*d*cosθ表示了该路程差随入射角而减小，该式用来计算将给定层调谐成层厚为1/4λ的波长λ。对于双轴定向的PET和PEN等负单轴双折射层而言，像cosθ那样，有效折射率n随p偏振光的入射角而减小，虽然后者减小得更快。对于含负单轴双折射层的堆而言，该层的有效折射率随p偏振光的入射角减小，将使p偏振光的带中心比s偏振光的带中心以更高的速率随入射角移动。给定止带的带宽随s偏振光的入射角而增大，而对于p偏振光，根据平面内与平面外(z轴)折射率差值的相对符号，带宽可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种介质反射体，其特征在于，包括： 一介质堆，由包括不同折射率的至少两种不同材料在内的光学重复单元所组成，该介质堆有一介质堆中所传播光将在堆与空气的界面经历内部全反射的临界角； 第一表面，与该介质堆光学耦合，并经选择性处理以按大于临界角的传播角使第一表面上至少一部分入射光耦合进入介质堆；以及 第二表面，与该介质堆光学耦合，并经选择性处理以按大于临界角的角度使介质堆中所传播的至少一部分光耦合出射介质堆，其中以大于临界角的传播角使光耦合入射或出射介质堆的第一和第二表面，其中至少一个表面其耦合效率随介质堆不同区域而不同。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：YJ刘，BA内拉德，LR吉尔伯特，RL布罗特，MF韦伯，KM罗斯科，JA惠特尼，
申请(专利权)人：美国三M公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]