[发明专利]耦合器及全息波导显示器的光栅布局方法

权利要求书

1.一种耦合器，其特征在于，包括耦入光栅、转折光栅和耦出光栅，所述耦入光栅的光栅矢量、所述转折光栅的光栅矢量和所述耦出光栅的光栅矢量依次首尾连接形成等边三角形。

2.如权利要求1所述的耦合器，其特征在于，光束入射耦入光栅的视场角与光束离开耦出光栅的视场角相等。

3.如权利要求2所述的耦合器，其特征在于，所述耦入光栅、所述转折光栅和所述耦出光栅的周期均为460nm。

4.如权利要求3所述的耦合器，其特征在于，以频域的圆心构建坐标系，所述耦入光栅的光栅矢量与所述坐标系的x轴呈-130°角，所述转折光栅的光栅矢量与所述x轴呈110°角，所述耦出光栅的光栅矢量与所述x轴呈-10°角。

5.如权利要求4所述的耦合器，其特征在于，入射所述耦入光栅的激光波长为525nm。

6.全息波导显示器的光栅布局方法，其特征在于，应用于如权利要求1所述的耦合器，包括：

S100、确定耦入光栅的光栅矢量转折光栅的光栅矢量和耦出光栅的光栅矢量

S200、设置所述耦入光栅、转折光栅和耦出光栅，使依次首尾连接形成等边三角形。

7.如权利要求6所述的全息波导显示器的光栅布局方法，其特征在于，所述S100包括如下子步骤：

S110、构建频域，用波矢表示光束在波导中的传播方向；

S120、根据波矢计算光栅矢量。

8.如权利要求7所述的全息波导显示器的光栅布局方法，其特征在于，所述S110包括：

以环境介质的频率限制为内圆并以波导介质的频率限制为外圆构建同心圆形成频域。

9.如权利要求8所述的全息波导显示器的光栅布局方法，其特征在于，所述内圆的半径k₀为：

其中，n₀为环境介质的折射率，λ为波长。

所述外圆的半径k₁为：

其中，n₁为波导介质的折射率。

10.如权利要求7所述的全息波导显示器的光栅布局方法，其特征在于，在所述S120中，光栅矢量按照下式计算：

其中，m为光栅的衍射级次，为波矢差。