[发明专利]耦合器及全息波导显示器的光栅布局方法

说明书

本发明提供一种耦合器及全息波导显示器的光栅布局方法，其中耦合器包括耦入光栅、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，采用本方案的耦合器能够缩短全息光栅的生产周期，提高全息光栅生产过程中的良产率。

技术领域

本发明涉及光学仪器技术领域，特别涉及一种耦合器及全息波导显示器的光栅布局方法。

背景技术

波导显示器的耦合器包含了耦入耦合器、转折耦合器、耦出耦合器三个部分，耦合器采用全息光栅作为的实现器件，耦合器包括耦入光栅、转折光栅和耦出光栅。对于光栅而言，要实现不同的光栅周期就要调整曝光光路，通过改变两束相干光的夹角，来实现光敏记录介质折射率的周期调制。由于耦合器由三个光栅组成，因此制备一个耦合器，就要调整三次曝光光路，这使得生产制备的周期很长，并且调整曝光光路带来的误差也会降低全息光栅的良产率。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术的缺陷，提出一种全息光栅及全息波导显示器的光栅布局方法，能够缩短全息光栅的生产周期，提高全息光栅生产过程中的良产率。

为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：

第一方面，本发明提出了一种耦合器；第二方面，本发明提出了一种全息波导显示器的光栅布局方法。

根据本发明第一方面实施例的耦合器，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。

本发明至少能取得如下有益效果：本方案耦合器依次首尾连接形成等边三角形，即大小相同，耦入光栅、转折光栅和耦出光栅的周期相同，在生产过程中，同一套曝光光路即可实现对耦入光栅、转折光栅和耦出光栅的曝光，减少了光栅的生产周期，由于在生产制造耦合器的过程中不需要调节曝光光路，避免由于调整曝光光路产生的误差，提高耦合器生产的良品率。表示耦入光栅将位于频域坐标系中心的视场角矩形水平平移到圆环内，从而满足波导的全反射条件，在空间域中表现为将输入光束耦入耦合器；表示在频域中转折光栅将右侧的视场角矩形平移到圆环底部，在空间域中表现为将光束斜向下传播至耦出光栅区域；表示耦出光栅将底部的视场角矩形平移到频域坐标系中心，在空间域中表现为将光束耦出耦合器。

根据本发明的一些实施例，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。

根据本发明的一些实施例，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。

根据本发明的一些实施例，以所述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。

根据本发明的一些实施例，入射所述耦入光栅的激光波长为525nm。

根据本发明第二方面实施例的全息波导显示器的光栅布局方法，应用于上第一方面所述的全息光栅，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。

本发明至少能取得如下有益效果：使用本方案的全息波导显示器的光栅布局方法制造的耦合器大小相同，耦入光栅、转折光栅和耦出光栅的周期相同，在生产过程中，同一套曝光光路即可实现对耦入光栅、转折光栅和耦出光栅的曝光，减少了光栅的生产周期，由于在生产制造耦合器的过程中不需要调节曝光光路，避免由于调整曝光光路产生的误差，提高耦合器生产的良品率。

根据本发明的一些实施例，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；