【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学孔径倍增器，特别地涉及包括与薄板型光波导光学耦合的矩形光波导的光学孔径倍增器。
技术介绍
1、提供二维光学孔径扩展(或倍增)的光学器件已经在鲁姆斯有限公司(lumusltd.)(以色列)的各种出版物中描述过。在一组特定的这种光学器件中，二维孔径扩展是通过两个光波导实现的。第一光波导具有形成矩形截面的两对平行面并且具有第一组部分反射内表面，该第一组部分反射内表面倾斜于第一光波导的伸长方向。薄板形式的第二光波导与第一(矩形)波导光学耦合，并且具有一对平行的主外面以及倾斜于主外面的第二组部分反射内表面。光学耦合和各组部分反射内表面使得耦合到矩形波导中的图像光通过四重内反射(在两对平行面处)沿着矩形波导前进，并且一定比例强度的图像在第一组内表面处被反射，以耦合到第二波导中。然后，图像光在第二波导的主外面处通过内反射前进，并且一定比例强度的图像在第二组内表面处被反射，以从第二波导耦出以被观看者的眼睛观看。
技术实现思路
1、本专利技术的各方面提供了具有矩形波导的光学孔径倍增器。根据本专利技术的第一方面的一些优选实施方式提供了光学孔径倍增器，每个光学孔径倍增器具有用于将图像光传送到与第二薄板型光波导光学耦合的第一矩形光波导的光学耦入构造。矩形波导具有(形成矩形截面的)两对平行面，并且被构造成通过两对平行面处的四重内反射来引导光，并且将引导的光经由矩形波导内部的一组部分反射表面耦合到第二波导中。第二波导具有成对平行面并且被构造成通过在成对平行面处的内反射来引导耦入的光，并且经由
2、根据本专利技术的第二方面的一些优选实施方式提供了矩形波导，该矩形波导不包括矩形波导内部的一组部分反射表面。相反，光从矩形波导进入到第二波导的光学耦合是通过与矩形波导的下表面相关联并且平行的部分反射表面执行的，该下表面形成与第二波导的光学耦合(界面)。在一些优选实施方式中，部分反射表面是通过用一个或更多个电介质层涂覆矩形波导的下表面形成的，并且耦合到矩形波导中的光相对于涂覆的下表面是s偏振的。使用部分反射表面代替矩形波导内部的一组部分反射表面可以简化制造过程并且降低光学孔径倍增器的制造成本。
3、根据本专利技术的实施方式的教导，提供了光学孔径倍增器。光学孔径倍增器包括：第一光波导和光学耦入构造。第一光波导具有包括第一面和第二面的第一对平行面以及包括第三面和第四面的第二对平行面，成对的平行面一起形成矩形截面，第一光波导被构造成通过在成对的平行面处的四重内反射来引导光并且与耦出构造相关联，耦出构造将光从第一光波导耦出到与第一光波导光学耦合的第二光波导，第一面或第二面被细分为分别具有不同光学特性的第一区域和第二区域。光学耦入构造包括将光透射到第一波导中的表面，该表面被部署为与第三面或第四面的邻接第二区域的部分相关联，使得与表面相关联的边在第一维度上修整输入准直图像，并且第一区域与第二区域之间的边界在第二维度上修整输入准直图像，以产生经修整的准直图像，经修整的准直图像通过四重内反射前进通过第一光波导。
4、可选地，当沿光学输入轴观察时，第一区域与第二区域之间的边界连同边界的图像一起呈现出表观输入光学孔径。
5、可选地，输入准直图像中的一些在第一面上的与边相交或者与边交叠的点处被反射。
6、可选地，边是表面的第一边，并且表面包括第二边，第二边是与光入射表面的公共边，光入射表面从光学图像生成器接收输入准直图像。
7、可选地，边平行于光入射表面。
8、可选地，边不平行于光入射表面。
9、可选地，表面从光学图像生成器接收输入准直图像，并且边是表面的第一边，并且表面包括第二边，该第二边是与反射表面的公共边，反射表面将所接收到的输入准直图像反射回表面以被边修整。
10、可选地，光学孔径倍增器还包括第二光波导，该第二光波导具有第三对平行面并且被构造成通过第三对平行面处的内反射来引导光，并且第二光波导包括在第三对平行面之间并且倾斜于第三对平行面的多个部分反射表面，该多个部分反射表面将光从第二光波导耦出。
11、可选地，与第二面相关联地部署涂层或材料，以将第一面细分为第一区域和第二区域。
12、可选地，光学孔径倍增器还包括光学基板，该光学基板包括第五面并且在第一面处与第一光波导光学耦合，并且涂层或材料与第一面相关联，以将第一面细分为第一区域和第二区域。
13、可选地，光学耦出构造包括多个部分反射表面，该多个部分反射表面至少部分地横穿第一光波导并且斜向倾斜于第一光波导的伸长方向。
14、可选地，光学耦出构造包括与第二面相关联的部分反射表面。
15、根据本专利技术的教导的实施方式，还提供了一种光学孔径倍增器。该光学孔径倍增器包括：第一光波导，其具有包括第一面和第二面的第一对平行面以及包括第三面和第四面的第二对平行面，成对的平行面一起形成矩形截面，部分反射表面与第二面相关联并且平行于第二面；光学耦入构造，用于将与图像对应的偏振光以倾斜于第一对平行面和第二对平行面二者的耦合角以初始传播方向耦合到第一光波导中，偏振光相对于第二面为s偏振；以及第二光波导，其具有包括第三对平行面的多个面，第二光波导在第二光波导的面之一与第二面之间的界面处与第一光波导光学耦合，光学耦出构造与第二光波导相关联，光学耦合和部分反射表面被构造成使得当与图像对应的光被耦合到第一光波导中时：光通过四重内反射沿着第一光波导前进，其中一定比例强度的光在部分反射表面处被透射以耦合到第二光波导中；并且光通过在第三对平行面处的内反射在第二光波导内传播，其中一定比例强度的在第二光波导内传播的光被光学耦出构造偏转出第二光波导。
16、可选地，第二面的至少大部分包括一个或更多个电介质涂层以形成部分反射表面并且使得部分反射表面对s偏振光部分反射。
17、可选地，光学孔径倍增器还包括波片，该波片位于界面处，用于旋转要耦合到第二光波导中的光的偏振状态。
18、可选地，光学耦出构造包括部署在第二光波导内的倾斜于第三对平行面的多个部分反射表面。
19、可选地，光学耦出构造包括与第三对平行面中的至少一个面相关联的衍射光学元件。
20、根据本专利技术的教导的实施方式，还提供了一种光学孔径倍增器。该光学孔径倍增器包括：第一光波导，其具有包括第一面和第二面的第一对平行面以及包括第三面和第四面的第二对平行面，成对的平行面一起形成矩形截面，部分反射表面与第二面相关联并且平行于第二面；以及第二光波导，其具有包括第三对平行面的多个面，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种制造方法，包括：
2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述至少一个部分反射表面是所述透明板内部的多个相互平行的部分反射表面。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述至少一个部分反射表面由与所述第二面相关联的部分反射表面组成。
4.根据权利要求3所述的制造方法，还包括：在所述第二面或所述耦合面中的至少一个上提供选择性反射涂层，以形成与所述第二面相关联的部分反射表面。
5.根据权利要求4所述的制造方法，其中，提供所述选择性反射涂层包括：将所述选择性反映涂层施加至所述第二面的至少一部分。
6.根据权利要求4所述的制造方法，其中，提供所述选择性反射涂层包括：将所述选择性反映涂层施加至所述耦合面的至少一部分。
7.根据权利要求4所述的制造方法，其中，提供所述选择性反射涂层包括：将所述选择性反映涂层施加至薄透明板的至少一部分，以及将所述薄透明板结合至所述第二面或所述耦合面。
8.根据权利要求4所述的制造方法，其中，所述选择性反射涂层包括金属涂层。
9.根据权利要求8所述的制造方法
10.根据权利要求4所述的制造方法，其中，所述选择性反射涂层包括部分反射材料的薄膜。
11.根据权利要求4所述的制造方法，其中，所述选择性反射涂层是折射率低于所述透明板的折射率的材料层。
12.根据权利要求1所述的制造方法，还包括：向所述第一面的至少一部分提供反射涂层。
13.根据权利要求12所述的制造方法，其中，所述反射涂层包括金属涂层。
14.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述第一光学结构由光导光学元件LOE的经结合的堆叠形成，所述经结合的堆叠中的每个LOE具有一对相互平行的主表面和所述多组部分反射内表面之一，所述多组部分反射内表面之一位于所述一对相互平行的主表面之间并且相对于所述一对相互平行的主表面斜向倾斜。
15.根据权利要求14所述的制造方法，其中，所述一对相互平行的主表面中的每个主表面包括盖板，并且其中，所述至少两个切割平面中的每个切割平面在LOE的经结合的堆叠的连续LOE的相邻盖板之间穿过。
16.根据权利要求1所述的制造方法，其中，获得所述第一光学结构包括：
17.根据权利要求1所述的制造方法，还包括：在从所述第二光学结构中片状地切出所述至少一个光学孔径倍增器之前，对所述第一面施加保护层。
18.根据权利要求1所述的制造方法，还包括：对于从所述第二光学结构中片状地切出的所述至少一个光学孔径倍增器中的光学孔径倍增器，对该光学孔径倍增器的上表面施加保护层，所述上表面由所述透明板的第一面形成。
19.一种光学结构，所述光学结构是光学孔径倍增器制造过程的中间工件，所述光学结构包括：
20.一种光学孔径倍增器，包括：
21.根据权利要求20所述的光学孔径倍增器，其中，所述第二面的至少大部分包括一个或更多个电介质涂层，以形成所述部分反射表面，并且使得所述部分反映表面对s偏振光部分反射。
22.根据权利要求20所述的光学孔径倍增器，还包括波片，所述波片位于所述界面处，用于旋转要耦合到所述第二光波导中的光的偏振状态。
23.根据权利要求20所述的光学孔径倍增器，其中，所述光学耦出构造包括部署在所述第二光波导内的倾斜于所述第三对平行面的多个部分反射表面。
24.根据权利要求20所述的光学孔径倍增器，其中，所述光学耦出构造包括与所述第三对平行面中的至少一个面相关联的衍射光学元件。
25.一种光学孔径倍增器，包括：
26.根据权利要求25所述的光学孔径倍增器，还包括中间窗，所述中间窗提供所述第一光波导与所述第二光波导之间的光学耦合，所述中间窗被部署为使得在所述部分反射表面处透射的进入所述第二光波导的一些光在所述第五面处被反射回所述中间窗。
...【技术特征摘要】
1.一种制造方法，包括：
2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述至少一个部分反射表面是所述透明板内部的多个相互平行的部分反射表面。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述至少一个部分反射表面由与所述第二面相关联的部分反射表面组成。
4.根据权利要求3所述的制造方法，还包括：在所述第二面或所述耦合面中的至少一个上提供选择性反射涂层，以形成与所述第二面相关联的部分反射表面。
5.根据权利要求4所述的制造方法，其中，提供所述选择性反射涂层包括：将所述选择性反映涂层施加至所述第二面的至少一部分。
6.根据权利要求4所述的制造方法，其中，提供所述选择性反射涂层包括：将所述选择性反映涂层施加至所述耦合面的至少一部分。
7.根据权利要求4所述的制造方法，其中，提供所述选择性反射涂层包括：将所述选择性反映涂层施加至薄透明板的至少一部分，以及将所述薄透明板结合至所述第二面或所述耦合面。
8.根据权利要求4所述的制造方法，其中，所述选择性反射涂层包括金属涂层。
9.根据权利要求8所述的制造方法，其中，所述金属涂层包括至少一个电介质层。
10.根据权利要求4所述的制造方法，其中，所述选择性反射涂层包括部分反射材料的薄膜。
11.根据权利要求4所述的制造方法，其中，所述选择性反射涂层是折射率低于所述透明板的折射率的材料层。
12.根据权利要求1所述的制造方法，还包括：向所述第一面的至少一部分提供反射涂层。
13.根据权利要求12所述的制造方法，其中，所述反射涂层包括金属涂层。
14.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述第一光学结构由光导光学元件loe的经结合的堆叠形成，所述经结合的堆叠中的每个loe具有一对相互平行的主表面和所述多组部分反射内表面之一，所述多组部分反射内表面之一位于所述一对相互平行的主表面之间并且相对于所述一对相互平行的...
【专利技术属性】
技术研发人员：齐翁·艾森菲尔德，耶谢·丹齐格，埃坦·罗宁，罗宁·切里基，莫德猜·吉洛，埃拉德·沙尔林，
申请(专利权)人：鲁姆斯有限公司，
类型：发明
国别省市：
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