【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及全息光学领域，尤其涉及一种光学元件以及一种应用上述光学元件的曝光系统。
技术介绍
1、随着科学技术的发展，越来越多的光学设备采用了全息光学元件，所述光学设备包括例如增强现实(augmented reality，ar)型头戴显示设备。目前全息光学元件的主流曝光方法是通过光束分束器将从激光光源出射的光分为光照度均匀且光强度大小相同的两束入射光，两束入射光在底片的感光层上发生干涉，从而在感光材料上形成明暗相间的干涉条纹，使得感光层的折射率分布根据明暗条纹发生变化，最终感光层形成一种折射率调制光栅，从而形成全息光学元件。入射到所述感光材料光线的曝光量决定了全息光学元件的衍射效率、衍射带宽等光学衍射性能，其中曝光量与曝光时间以及光照度(即光强度)有关。
2、由于两束入射光光强度大小相同，所以曝光完成的全息光学元件在不同位置的衍射效率也相同，在一种ar型头戴显示设备中，该全息光学元件作为耦出光栅设置于光波导靠近人眼的一侧，全息光学元件用于将光波导传递的光线耦出，从而形成图像光入射到人眼中，然而，由于该全息光学元件在不同位置的衍射效率相同，使得光线的光强度会因为在上述全息光学元件和光波导之间的反射而发生衰减，会导致在出光侧出射的光线的光强度顺势逐渐递减，使得人眼接收到图像存在亮度不均的现象。
技术实现思路
1、本申请第一方面提供一种光学元件，包括：
2、透光基材，包括第一面以及与所述第一面相对的第二面；
3、反射层，设置于所述第二面，所述反射层用于反
4、至少一个透反层，设置于所述反射层与所述第一面之间，所述透反层能够透射部分光线以及反射部分光线，所述反射层和所述透反层用于共同将从所述第一面透射的入射光调制为出射光，并用于将所述出射光从所述第一面投射出射；
5、其中，所述出射光包括从所述透反层的不同位置出射的多束子出射光，每束所述子出射光的光强度互不相同。
6、本申请实施例提供的光学元件，通过设置反射层以及至少一个透反层，从第一面入射到透反层的光线部分反射回所述第一面，部分光线透射到反射层并被反射回所述透反层，透反层再次透射部分光线以及反射部分光线，从而使得从所述第一面出射的出射光包括多束光强度互不相同的子出射光，反射层和透反层共同将入射光调制为多束光强度不同的子出射光，所述光学元件可较为有效地出射多束光强度互不相同的子出射光。当光学元件用于曝光系统时，从第一面出射的出射光通过与其他入射到底片的光线进行干涉，由于从光学元件出射的子出射光光强度互不相同，所以入射到底片的所述光线与子出射光光强度不同，即底片不同位置的曝光量也不同，通过入射到底片的光线与子出射光对底片进行曝光，可以生产出不同位置衍射效率不同的全息光学元件，当全息光学元件应用于ar型头戴显示设备时，将不同位置衍射效率不同的全息光学元件作为耦出光栅设置于光波导靠近人眼的一侧用于抵消在出光侧的光线的光强度的衰减变化，有利于改善ar型头戴显示设备亮度不均的现象。
7、在一实施例中，所述反射层与所述透反层平行。
8、在一实施例中，所述第二面包括第一子侧面以及与所述第一子侧面相交的第二子侧面，所述反射层覆盖于所述第一子侧面以及所述第二子侧面，所述第一子侧面以及所述第二子侧面的夹角的范围为0°-180°。
9、在一实施例中，所述第二面相对于所述第一面倾斜，所述第一面与所述第二面的夹角的范围为0°-90°。
10、在一实施例中，从所述第一面出射的每一所述子出射光近似平行，所述子出射光之间的间距与所述反射层和所述透反层之间的距离呈正相关关系。
11、在一实施例中，所述透反层的透射率与反射率的比值范围为0-100。
12、在一实施例中，所述光学元件为一体成型结构。
13、在一实施例中，所述透光基材包括若干子透光基材部，所述至少一个透反层以及所述反射层分别形成于不同的所述子透光基材部上，使所述至少一个透反层以及所述反射层相互之间被所述子透光基材间隔开，所述子透光基材部之间相互拼接。
14、在一实施例中，当所述透反层为两个及以上时，各所述透反层分别位于距离所述反射层的不同距离位置处。
15、本申请第二方面提供一种曝光系统，包括：
16、光源模组，包括第一光源，所述第一光源用于出射入射光；
17、上述任一实施例中所述的光学元件；以及
18、底片，设置于所述光学元件的一侧，所述底片用于接收从所述第一面出射的所述出射光；
19、其中，所述光学元件用于将所述入射光调制为所述出射光，所述出射光从所述第一面出射并入投射到所述底片上。
20、本申请实施例提供的曝光系统，通过设置上述任一实施例中的光学元件，从第一面出射的出射光通过与其他入射到底片的光线进行干涉，由于从光学元件出射的子出射光光强度互不相同，所以入射到底片的所述光线与子出射光光强度不同，即底片不同位置的曝光量也不同，通过入射到底片的光线与子出射光对底片进行曝光，可以生产出不同位置衍射效率不同的全息光学元件，当全息光学元件应用于ar型头戴显示设备时，将不同位置衍射效率不同的全息光学元件作为耦出光栅设置于光波导靠近人眼的一侧用于抵消在出光侧的光线的光强度的衰减变化，有利于改善ar型头戴显示设备亮度不均的现象。
21、在一实施例中，所述底片包括基板以及设置于所述基板一侧的感光层，所述感光层用于接收所述出射光。
22、在一实施例中，所述第一光源被配置为出射的所述入射光在经过所述光学元件的调制后从所述第一面出射所述出射光，从所述第一面沿平行于所述第一面的第一方向上的不同位置出射的多束所述子出射光入射到所述感光层上，多束所述子出射光之间在所述第一方向上至少部分重叠，使得所述出射光在所述感光层上形成的光斑的亮度沿所述第一方向递增。
23、在一实施例中，所述第一光源被配置为出射的所述入射光在经过所述光学元件的调制后从所述第一面出射所述出射光，从所述第一面沿平行于所述第一面的第一方向上的不同位置出射的多束所述子出射光入射到所述感光层上，多束所述子出射光之间彼此不重叠，使得所述出射光在所述感光层上形成的光斑的亮度沿所述第一方向递减。
24、在一实施例中，所述入射光与从所述第一面出射的所述出射光在所述感光层上发生干涉，从而在所述感光层上形成干涉条纹。
25、在一实施例中，所述光源模组还包括辅助光源，所述辅助光源用于出射辅助光，所述辅助光入射到所述底片上，所述辅助光与所述出射光在所述感光层上发生干涉，从而在所述感光层上形成干涉条纹。
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1.一种光学元件，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述反射层与所述透反层平行。
3.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述第二面包括第一子侧面以及与所述第一子侧面相交的第二子侧面，所述反射层覆盖于所述第一子侧面以及所述第二子侧面，所述第一子侧面以及所述第二子侧面的夹角的范围为0°-180°。
4.根据权利要求2所述的光学元件，其特征在于，所述第二面相对于所述第一面倾斜，所述第一面与所述第二面的夹角的范围为0°-90°。
5.根据权利要求2所述的光学元件，其特征在于，从所述第一面出射的每一所述子出射光近似平行，所述子出射光之间的间距与所述反射层和所述透反层之间的距离呈正相关关系。
6.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述透反层的透射率与反射率的比值范围为0-100。
7.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述光学元件为一体成型结构。
8.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述透光基材包括若干子透光基材部，所述至少一个透反层以及所述反
9.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，当所述透反层为两个及以上时，各所述透反层分别位于距离所述反射层的不同距离位置处。
10.一种曝光系统，其特征在于，包括：
11.根据权利要求10所述的曝光系统，其特征在于，所述底片包括基板以及设置于所述基板一侧的感光层，所述感光层用于接收所述出射光。
12.根据权利要求11所述的曝光系统，其特征在于，所述第一光源被配置为出射的所述入射光在经过所述光学元件的调制后从所述第一面出射所述出射光，从所述第一面沿平行于所述第一面的第一方向上的不同位置出射的多束所述子出射光入射到所述感光层上，多束所述子出射光之间在所述第一方向上至少部分重叠，使得所述出射光在所述感光层上形成的光斑的亮度沿所述第一方向递增。
13.根据权利要求11所述的曝光系统，其特征在于，所述第一光源被配置为出射的所述入射光在经过所述光学元件的调制后从所述第一面出射所述出射光，从所述第一面沿平行于所述第一面的第一方向上的不同位置出射的多束所述子出射光入射到所述感光层上，多束所述子出射光之间彼此不重叠，使得所述出射光在所述感光层上形成的光斑的亮度沿所述第一方向递减。
14.根据权利要求11所述的曝光系统，其特征在于，所述入射光与从所述第一面出射的所述出射光在所述感光层上发生干涉，从而在所述感光层上形成干涉条纹。
15.根据权利要求10所述的曝光系统，其特征在于，所述光源模组还包括辅助光源，所述辅助光源用于出射辅助光，所述辅助光入射到所述底片上，所述辅助光与所述出射光在所述感光层上发生干涉，从而在所述感光层上形成干涉条纹。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种光学元件，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述反射层与所述透反层平行。
3.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述第二面包括第一子侧面以及与所述第一子侧面相交的第二子侧面，所述反射层覆盖于所述第一子侧面以及所述第二子侧面，所述第一子侧面以及所述第二子侧面的夹角的范围为0°-180°。
4.根据权利要求2所述的光学元件，其特征在于，所述第二面相对于所述第一面倾斜，所述第一面与所述第二面的夹角的范围为0°-90°。
5.根据权利要求2所述的光学元件，其特征在于，从所述第一面出射的每一所述子出射光近似平行，所述子出射光之间的间距与所述反射层和所述透反层之间的距离呈正相关关系。
6.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述透反层的透射率与反射率的比值范围为0-100。
7.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述光学元件为一体成型结构。
8.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述透光基材包括若干子透光基材部，所述至少一个透反层以及所述反射层分别形成于不同的所述子透光基材部上，使所述至少一个透反层以及所述反射层相互之间被所述子透光基材间隔开，所述子透光基材部之间相互拼接。
9.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，当所述透反层为两个及以上时，各所述透反层分别位于距离所述反射层的不同距离位置处。
...【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊铭，陈志豪，
申请(专利权)人：业桓科技成都有限公司，
类型：发明
国别省市：
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