[发明专利]一种棱镜耦合的楔形平面波导光学器件

摘要

本发明提供了一种棱镜耦合的楔形平面波导光学器件，包括显示光源、准直透镜、耦合棱镜、平面楔形衬底以及棱镜定位组件。其中显示光源用于发出显示所需图像的显示光波，准直透镜用于对光源发出的光波进行准直，耦合棱镜用于将准直光波耦合进入到平面波导衬底中，平面楔形衬底用于使耦合进入的光波进行全反射传播，且利用楔形结构使光线耦合输出衬底，棱镜定位组件用于对光纤的空间分布进行调整。本发明具有制造工艺简单、结构紧凑灵活、大视场以及光波耦合效率高的特点，不仅可用于可穿戴显示，还可用于扩展照明、汽车导航显示以及移动电话显示等领域。

主权项

一种棱镜耦合的楔形平面波导光学器件，依次包括：显示光源，用于发出显示所需图像的显示光波；准直透镜，对显示光源发出的光波进行准直；耦合棱镜，将准直光波耦合进入到平面波导衬底；平面楔形衬底，使耦合进入的光波进行全反射传播，且利用楔形结构使其耦合输出衬底；棱镜定位组件，对耦合输出的光线的空间分布进行调整，且使得出射光线垂直入射到定位组件的上表面，且经过定位组件侧面的反射后能够垂直输出定位组件的下表面；其中，准直透镜设置在显示光源和耦合棱镜之间，平面衬底中的楔形结构位于衬底下表面远离耦合棱镜的一侧；定位组件棱镜的顶角βo和底角β'o之间满足下述关系：β'o＝βo定位组件的总长度L'与耦合棱镜第一工作面的长度L之间满足下述关系：L'＝2L。