【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本文闡述的示例總體上涉及用于波導的體全息(volume?hologram)耦合器，并且具體地，涉及將多個體全息多路復用到單個光學設備中的體全息耦合器，該光學設備實現了單獨的最先進體全息的功能，并增加了包括增強現實(ar)波導的系統的視場。
技術介紹
1、體全息已被用于ar設備，諸如具有有限眼盒(eye?box)尺寸和有限視場的眼睛佩戴設備。眼盒是三維空間，用戶可以將它們的眼睛放置在其中，以正確地看到整個虛擬圖像，而無需移動頭部或進行任何其他調整。多路復用和分層已與衍射光學元件和組合器光學一起使用，以實現多色性能，但尚未被用于在ar設備中實現增加的視場或者一維或二維眼盒擴展。
2、增強現實波導組合器光學的最先進的技術使用寬帶表面浮雕結構和衍射光學元件。具體而言，基于表面浮雕光柵(surface?relief?grating，srg)的輸出耦合器具有以遠離布拉格條件的角度入射的光，并且因此衍射效率低。這種方法允許與srg進行多次相互作用，并提供眼盒擴展。然而，眼盒擴展是以光學效率和增加的ar設備的光源的功率汲取為代價的。
技術實現思路
【技術保護點】
1.一種用于波導的耦合器，包括：
2.根據權利要求1所述的耦合器，其中，所述耦合器是輸入耦合器，并且所述波導以大于發生全內反射的臨界角的入射角傳播光，每個光柵被定向為以小于所述臨界角的到所述波導的入射角接收輸入光波，并且透射或反射所述輸入光波，以形成以大于所述臨界角的入射角在所述波導中傳播的輸出光波。
3.根據權利要求2所述的耦合器，其中，所述光柵中的至少一個光柵具有在與所述輸入耦合器的第二次相互作用時衍射所述輸出光波的折射率，由此衍射的輸出光波具有大于所述臨界角的入射角。
4.根據權利要求1所述的耦合器，其中，所述耦合器是輸入耦合器，并且所述波導以大于發生全內反射的臨界角的入射角傳播光，每個光柵被定向為以大于所述臨界角的入射角接收輸入光波，并且透射或反射所述輸入光波，以形成以大于所述臨界角并且不同于所述輸入光波的入射角的入射角在所述波導中傳播的輸出光波。
5.根據權利要求1所述的耦合器，其中，所述耦合器是輸出耦合器，并且所述波導以大于發生全內反射的臨界角的入射角傳播光，每個光柵被定向為以大于所述臨界角的入射角接收來自所述波導的輸入
6.根據權利要求5所述的耦合器，其中，所述輸出耦合器在所述波導內的輸入光波的傳播方向上延伸，以便在所述輸入光波在所述波導內的傳播方向上傳播時與所述輸入光波具有至少兩次相互作用。
7.根據權利要求6所述的耦合器，其中，所述輸出耦合器具有作為長度函數的衍射效率輪廓，其適于在與所述輸出耦合器的每次相互作用時控制所述輸出光波的強度，由此由所述輸出耦合器輸出的光沿所述輸出耦合器的長度具有期望的強度輪廓。
8.一種波導組件，包括：
9.根據權利要求8所述的波導組件，其中，由所述輸入耦合器輸出的傳播光被所述波導反射或透射到所述輸出耦合器，由此，由所述輸入耦合輸出的反射或透射傳播光在與所述輸出耦合器相互作用時具有在所述輸出耦合器的接受角內的入射角。
10.根據權利要求8所述的波導組件，其中，所述輸出耦合器在所述波導內的傳播光的傳播方向上延伸，以便在所述傳播光在所述波導內的傳播方向上傳播時與所述傳播光具有至少兩次相互作用。
11.根據權利要求10所述的波導組件，其中，所述第二3D體積的每個光柵的折射率具有值，由此不同波長的傳播光能夠被所述輸出耦合器反射或透射到小于所述臨界角的角度，以便逸出所述波導。
12.根據權利要求11所述的波導組件，其中，所述輸出耦合器具有作為長度函數的衍射效率輪廓，其適于在與所述輸出耦合器的每次相互作用時控制所述傳播光的強度，由此由所述輸出耦合器輸出的光沿所述輸出耦合器的長度具有期望的強度輪廓。
13.根據權利要求8所述的波導組件，其中，所述輸入耦合器還包括體全息折疊光柵，其同時將入射輸入光波折疊和劃分成兩個光波，所述兩個光波圍繞垂直于包括所述波導的平面的軸轉動。
14.根據權利要求13所述的波導組件，其中，所述體全息折疊光柵反射或透射由所述體全息折疊光柵輸出的兩個光波，以在所述輸出耦合器的入射角內在所述波導中傳播。
15.根據權利要求8所述的波導組件，其中，所述輸出耦合器還包括體全息折疊光柵，其同時將所述傳播光折疊和劃分成兩個光波，所述兩個光波圍繞垂直于包括所述波導的平面的軸轉動，并將折疊和劃分的光外耦合出所述波導。
16.根據權利要求15所述的波導組件，其中，所述輸出耦合器還包括至少兩個多路復用體全息折疊光柵，其各自與所述波導中的不同傳播方向相匹配，并且折疊接收到的傳播光以將每個方向上的折疊的光外耦合。
17.根據權利要求16所述的波導組件，其中，所述輸入耦合器還包括體全息折疊光柵，其同時將所述傳播光折疊和劃分成至少兩個光波，所述至少兩個光波圍繞垂直于包括所述波導的平面的軸轉動，并被所述輸出耦合器外耦合出所述波導。
18.根據權利要求17所述的波導組件，其中，所述輸入耦合器被設置在所述波導的第一層中，并且所述輸出耦合器被設置在所述波導的第二層中，其中，所述第二層不同于所述第一層。
19.根據權利要求8所述的波導組件，其中，所述輸入耦合器包括至少兩個體全息折疊光柵，其被定向為接收以小于所述波導的臨界角的到所述波導的入射角入射的輸入光波，并透射或反射所述輸入光波以形成輸出光波，所述輸出光波在所述波導中以大于所述臨界角并且不同于所述輸入光波的入射角的入射角傳播，并且所述輸出耦合器包括至少兩個體全息折疊光柵，其被定向為以大于所述臨界角的入射角接收來自所述波導的傳播光，并透射或反射所述...
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】
1.一種用于波導的耦合器，包括：
2.根據權利要求1所述的耦合器，其中，所述耦合器是輸入耦合器，并且所述波導以大于發生全內反射的臨界角的入射角傳播光，每個光柵被定向為以小于所述臨界角的到所述波導的入射角接收輸入光波，并且透射或反射所述輸入光波，以形成以大于所述臨界角的入射角在所述波導中傳播的輸出光波。
3.根據權利要求2所述的耦合器，其中，所述光柵中的至少一個光柵具有在與所述輸入耦合器的第二次相互作用時衍射所述輸出光波的折射率，由此衍射的輸出光波具有大于所述臨界角的入射角。
4.根據權利要求1所述的耦合器，其中，所述耦合器是輸入耦合器，并且所述波導以大于發生全內反射的臨界角的入射角傳播光，每個光柵被定向為以大于所述臨界角的入射角接收輸入光波，并且透射或反射所述輸入光波，以形成以大于所述臨界角并且不同于所述輸入光波的入射角的入射角在所述波導中傳播的輸出光波。
5.根據權利要求1所述的耦合器，其中，所述耦合器是輸出耦合器，并且所述波導以大于發生全內反射的臨界角的入射角傳播光，每個光柵被定向為以大于所述臨界角的入射角接收來自所述波導的輸入光波，并且透射或反射所述輸入光波，以形成具有小于所述臨界角的入射角的輸出光波，以便逸出所述波導。
6.根據權利要求5所述的耦合器，其中，所述輸出耦合器在所述波導內的輸入光波的傳播方向上延伸，以便在所述輸入光波在所述波導內的傳播方向上傳播時與所述輸入光波具有至少兩次相互作用。
7.根據權利要求6所述的耦合器，其中，所述輸出耦合器具有作為長度函數的衍射效率輪廓，其適于在與所述輸出耦合器的每次相互作用時控制所述輸出光波的強度，由此由所述輸出耦合器輸出的光沿所述輸出耦合器的長度具有期望的強度輪廓。
8.一種波導組件，包括：
9.根據權利要求8所述的波導組件，其中，由所述輸入耦合器輸出的傳播光被所述波導反射或透射到所述輸出耦合器，由此，由所述輸入耦合輸出的反射或透射傳播光在與所述輸出耦合器相互作用時具有在所述輸出耦合器的接受角內的入射角。
10.根據權利要求8所述的波導組件，其中，所述輸出耦合器在所述波導內的傳播光的傳播方向上延伸，以便在所述傳播光在所述波導內的傳播方向上傳播時與所述傳播光具有至少兩次相互作用。
11.根據權利要求10所述的波導組件，其中，所述第二3d體積的每個光柵的...
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