[发明专利]一种光分束器及其应用

说明书

本发明公开了一种光分束器及其应用。所述光分束器包括设置在基底上的微结构阵列，所述微结构阵列包括多个微结构，所述微结构为宝盖形，且所述微结构的轴线与微结构阵列的列方向平行，并与微结构阵列的行方向垂直。本发明的光分束器能实现3×7的均匀分束效果，可满足多种点阵投射方案的需求，同时其制备工艺简单，适于大规模生产，具有广阔应用前景。

技术领域

本发明具体涉及一种光分束器及其应用，属于光学技术领域。

背景技术

基于飞行时间(Time ofFlight，ToF)的技术常被用于深度检测或三维检测中，目前dToF(direct time offlight，直接飞行时间法)逐渐占据主流，与传统iToF(indirecttime offlight，非直接飞行时间法)投射出面域光斑不同，dToF需求点阵光斑，以便于计算每一散斑投射与接收的时间差，进而计算得到深度信息。为实现基于dToF的深度传感方案，一般需要光分束器等衍射光学元件(DOE)作为核心器件，以利用其微结构图形对入射光线进行衍射复制，进而达到分束效果。为此，业界一直致力于寻找高性能的光分束器。近年来，已有厂商提出了能将单束光分束为3×3的多束光的光分束器，但其分束效果仍有待提升。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种光分束器及其应用，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例的一个方面提供了一种光分束器，包括设置在基底上的微结构阵列，所述微结构阵列包括多个微结构；所述微结构为宝盖形，并且所述微结构的轴线与微结构阵列的列方向平行，与微结构阵列的行方向垂直；分别定义所述微结构阵列的行方向、列方向为X方向、Y方向，则所述微结构满足下列条件中的至少一个：0.4＜A1/A2＜0.7、0.4＜B1/B2＜0.7、0.3＜C1/C2＜0.5：

其中，A1为一个微结构的盖中底与位于同一列的下一个微结构的盖中顶在Y方向上的距离，A2为一个微结构的盖中顶与盖中底在Y方向上的距离，B1为一个微结构的盖底的两个尖角的顶端在X方向上的距离，B2为一个微结构的盖底的一个尖角的顶端与位于同一行的下一个微结构的盖底的相邻尖角的顶端在X方向上的距离，C1为一个微结构的盖中顶到盖上部平台拐点在Y方向上的距离，C2为一个微结构的盖上部平台拐点到盖底的任意一个尖角的顶端在Y方向上的距离。

进一步的，所述光分束器用于将单束光分束为3×7的多束光。

进一步的，所述单束光为激光。较为优选的，所述激光的波长为600-1000nm。

进一步的，所述光分束器在X方向、Y方向上的衍射角度分别为6-12°、12-18°。

进一步的，所述基底和微结构均是透明材质的，所述微结构包括设置在基底表面的突起结构或凹下结构。较为优选的，所述微结构相对于基底表面凸起的高度或凹下的深度为400-1200nm。

在一些实施方式中，所述微结构至少是通过压印或刻蚀方式在基底表面形成。

进一步的，所述基底及微结构的材质包括光学玻璃或光学树脂，但不限于此。

本发明实施例的另一个方面还提供了所述光分束器在基于飞行时间或结构光的深度检测或三维检测中的应用。

本发明实施例的另一个方面还提供了一种光学组件，其包括光源和所述的光分束器；所述光分束器用于对所述光源发射的光线进行分束。

在一些实施方式中，所述光源包括激光器。

本发明实施例的另一个方面还提供了所述的光学组件在基于飞行时间或结构光的深度检测或三维检测中的用途。