[发明专利]图案化光学延迟器及其制作方法

说明书

本发明提供了一种图案化光学延迟器，图案化光学延迟器包括具有相应第一主表面和第二主表面的非重叠的第一区域(21)和第二区域(27)，相应第一主表面和第二主表面具有不同的RMS表面粗糙度。对于在约400nm至约1000nm波长范围上的基本上垂直入射的光，图案化光学延迟器在相应的第一区域和第二区域中具有不同的延迟。

背景技术

光学系统可利用反射偏振器、部分反射器和相位延迟器。此类光学系统可用于头戴式显示器。

发明内容

在一个方面，本公开涉及一种图案化光学延迟器，该图案化光学延迟器包括具有相应第一主表面和第二主表面的非重叠的第一区域和第二区域，该相应第一主表面和第二主表面具有不同的RMS表面粗糙度。对于在约400nm至约1000nm波长(λ)范围上的基本上垂直入射的光，该图案化光学延迟器在相应的第一区域和第二区域中具有不同的延迟。

在另一方面，本公开涉及一种光学元件，该光学元件包括具有图案化光学延迟器的光学部件。该图案化光学延迟器包括具有相应第一主表面和第二主表面的非重叠的第一区域和第二区域，该相应第一主表面和第二主表面具有不同的RMS表面粗糙度。对于在约400nm至约1000nm波长(λ)范围上的基本上垂直入射的光，该图案化光学延迟器在相应的第一区域和第二区域中具有不同的延迟。

在另一方面，本公开涉及一种用于制作光学元件的方法。在对于在约400nm至约1000nm的预定波长λ上的基本上垂直入射的光具有基本上均匀的延迟δ并且包括表面的聚合物光学延迟器层中，该方法包括蚀刻所述表面的至少一个第一区域，使得该聚合物光学延迟器层在所述表面的至少一个第一区域中具有与δ的非零延迟差异θ；以及使该聚合物光学延迟器层适形于光学部件的表面。

在另一方面，本公开涉及一种用于制作光学元件的方法。该方法包括施加第一掩模以覆盖聚合物光学延迟器层的第一区域，对于在约400nm至约1000nm范围内的预定波长λ上的基本上垂直入射的光，该聚合物光学延迟器层具有基本上均匀的延迟δ；反应性离子蚀刻该聚合物光学延迟器层的表面，使得该聚合物光学延迟器层的未被第一掩模覆盖的第二区域具有不同于第一区域的光学厚度的光学厚度以及小于第一区域的延迟δ的延迟差异θ；以及使该聚合物光学延迟器层适形于光学部件的表面。

在另一方面，本公开涉及一种用于制作光学元件的方法。该方法包括提供聚合物膜，该聚合物膜具有光学表面，该光学表面被配置为接收在约400nm至约1000nm范围内的预定波长λ的光，该光学表面由以下限定：纵轴和横轴、第一纵向区段以及第二纵向区段，该纵轴和横轴限定在顺时针方向上按顺序编号的四个笛卡尔象限，该第一纵向区段基本上居中于该纵轴上并且该第二纵向区段基本上居中于该横轴上，该第一纵向区段和该第二纵向区段各自在该光学表面的相对边缘上延伸，其中对于基本上垂直入射的光，该第一纵向区段和该第二纵向区段各自具有相同的基本上均匀的延迟δ；以及反应性离子蚀刻该聚合物膜的表面以形成四个离散的延迟器区段，每个延迟器区段设置在该光学表面的相应笛卡尔象限上，其中每个离散的延迟器区段具有不同于第一纵向区段和第二纵向区段的光学厚度的光学厚度以及大于零的与δ的延迟差异θ。

在另一方面，本公开涉及一种用于制作光学元件的方法。该方法包括提供聚合物膜，该聚合物膜具有光学表面，所述光学表面被配置为接收在约400nm至约1000nm范围内的预定波长λ的光，所述光学表面包括非重叠的中心区域以及第一边缘区域和第二边缘区域，该第一边缘区域和该第二边缘区域设置在该中心区域的相应第一边缘和第二边缘处或附近；反应性离子蚀刻该表面，使得对于在该波长范围内的至少一个波长λ₀：对于基本上垂直入射的光，中心区域具有基本上等于δ的平均延迟，第一边缘区域具有基本上等于δ+ξ的平均延迟，并且第二边缘区域具有基本上等于δ–ξ的平均延迟，其中对于整数n，λ₀(n+1/8)≤δ≤(n+1/2)且δ/50≤ξ≤δ/2。