[发明专利]产生成角光栅的系统及具可变光栅衍射光学元件形成方法

说明书

公开用于形成光学组件的系统及方法。更具体而言，公开产生成角光栅的系统及具可变光栅衍射光学元件形成方法。所述方法可包括在等离子体源与工件之间提供多个接近式掩模，所述工件包括多个与其固定的衬底。多个衬底中的每一者可包括第一目标区域以及第二目标区域。所述方法还可包括自所述等离子体源朝向所述工件递送成角离子束，其中然后在所述多个掩模中的一者处接收所述成角离子束。第一接近式掩模可包括第一组开口，所述第一组开口容许所述成角离子束由此穿过仅到达所述多个衬底中的每一者的所述第一目标区域。第二接近式掩模可包括第二组开口，所述第二组开口容许所述成角离子束由此穿过仅到达所述多个衬底中的每一者的所述第二目标区域。

本发明是2019年01月03日所提出的申请号为201980007141.7、发明名称为《产生成角光栅的系统及具可变光栅绕射光学元件形成方法》的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开涉及光学元件，且更具体来说，涉及形成产生成角光栅的系统及具可变光栅的衍射光学元件的形成方法。

背景技术

出于各种优势，一直以来使用光学透镜来操纵光。举例来说，在灯塔中使用菲涅尔透镜(Fresnel lenses)将自点光源的所有角度发出的光弯曲成一个或多个束。菲涅尔透镜是一种特定类型的闪耀光栅(blazed grating)。近来，已在全息及增强/虚拟实境(augmented/virtual reality，ARVR)装置中使用微衍射光栅。

一种特定的增强/虚拟实境装置是一种穿戴式显示系统，例如耳机或可被操作以在距离人眼的短距离内显示图像的头戴式显示器。所述图像可为在显示器(例如，微显示器)上的由计算机产生的图像。对光学组件进行排列以将在显示器上产生的期望图像的光传输到用户的眼睛，使得所述图像对所述用户来说是可见的。所产生的图像可形成光引擎的一部分，其中所述图像自身产生由光学组件引导的准直光束以提供对用户来说可见的图像。

已使用不同种类的光学组件来将图像自显示器传递到人眼。该些光学组件包括透镜、镜子、光学波导、全息图(holograms)及衍射光栅、或倾斜光栅(slanted grating)。倾斜光栅是一种特定类型的闪耀光栅，且可用于ARVR系统，例如穿戴式显示系统、移动装置上的显示器等，其中功能性设计依赖于自光栅到观察者视野的高效光输入和/或输出耦合。

尽管已知制造具有垂直壁的二元光栅，但用于生产倾斜光栅的现有技术无法实现足够的光栅均匀性、鳍成型(fin shaping)以及角度控制。因此，针对该些及其他缺陷提供了本公开。

发明内容

根据本公开的实施例一种用于产生成角光栅(angled grating)的系统可包括用于产生成角光栅的系统。所述系统可包括：等离子体源，将成角离子束(angled ion beam)递送到工件；以及多个衬底，耦合到所述工件，所述多个衬底中的每一者包括第一成角光栅及第二成角光栅。所述系统还可包括多个接近式掩模(proximity mask)，所述多个接近式掩模可定位在所述等离子体源与所述工件之间，其中所述多个接近式掩模中的第一接近式掩模包括第一组开口，所述第一组开口容许所述成角离子束由此穿过以形成所述多个衬底中的每一者的所述第一成角光栅。所述多个接近式掩模中的第二接近式掩模可包括第二组开口，所述第二组开口容许所述成角离子束由此穿过以形成所述多个衬底中的每一者的所述第二成角光栅。

根据本公开的实施例一种形成光学元件的方法可包括：在等离子体源与工件之间提供多个接近式掩模，所述工件包括多个与其固定的衬底，其中所述多个衬底中的每一者包括第一目标区域以及第二目标区域。所述方法还可包括：自所述等离子体源朝向所述工件递送成角离子束；以及在所述多个掩模中的一者处接收所述成角离子束。所述多个接近式掩模中的第一接近式掩模可包括第一组开口，所述第一组开口容许所述成角离子束由此穿过到达所述多个衬底中的每一者的所述第一目标区域。所述多个接近式掩模中的第二接近式掩模可包括第二组开口，所述第二组开口容许所述成角离子束由此穿过到达所述多个衬底中的每一者的所述第二目标区域。