【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本申請實施例涉及光學(xué)顯示，更具體地，本申請實施例涉及一種衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)、一種擴(kuò)大fov的方法、一種光學(xué)系統(tǒng)及一種智能頭戴設(shè)備。
技術(shù)介紹
1、在虛擬現(xiàn)實(vr)技術(shù)及增強現(xiàn)實(ar)技術(shù)中，衍射波導(dǎo)器件作為一種重要的光學(xué)元件，被廣泛用于將圖像光線引導(dǎo)至用戶的眼睛。然而，現(xiàn)有衍射波導(dǎo)方案普遍存在fov偏小的問題，尤其是與幾何波導(dǎo)方案相比。這主要是由于當(dāng)光線以衍射的方式耦入衍射波導(dǎo)器件時，rgb波長的傳播角度會因衍射方程而分散，進(jìn)而擠壓基底的可傳輸空間。理論上，需要更高折射率的基底來進(jìn)一步擴(kuò)大波導(dǎo)可傳輸?shù)膄ov，但在可見光波段下，玻璃的折射率目前最高僅約2.1，限制了fov的進(jìn)一步提升。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本申請的目的是提供一種衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)、擴(kuò)大fov的方法、光學(xué)系統(tǒng)及智能頭戴設(shè)備的新技術(shù)方案。
2、第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)。所述衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)包括基底及設(shè)置于所述基底的：
3、耦入部分，用于將入射的紅外光線耦入至所述基底中，并使所述紅外光線在所述基底中全反射傳輸；
4、耦出部分，包括耦出光柵及疊設(shè)在所述耦出光柵上的非線性倍頻器，所述耦出部分通過所述耦出光柵耦出紅外光線，并通過所述非線性倍頻器將所述紅外光線轉(zhuǎn)換為可見光波段的光線；
5、所述基底采用在紅外波段具有高折射率且低吸收特性的材料制成，其中，所述高折射率n滿足n≥3的條件，并且在紅外波段下，1mm厚度的所述基底對紅外光線的吸收率k≤0.03％。
6、可選地，所述
7、可選地，所述入射的紅外光線的波長λ≥800nm。
8、可選地，當(dāng)入射的紅外光線的中心波長＜1500nm時，所述基底的材質(zhì)為硅si，所述衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)被配置為能夠傳輸fov≥110°的紅外光線，所述非線性倍頻器為非線性二倍頻光學(xué)晶體，能夠?qū)⑺黾t外光線轉(zhuǎn)變?yōu)閞gb彩色光線。
9、可選地，當(dāng)入射的紅外光線的中心波長分別為920nm、1050nm、1270nm時，在所述耦出部分，所述非線性二倍頻光學(xué)晶體能夠?qū)⒃撊齻€特定中心波長的紅外光線分別轉(zhuǎn)換為中心波長為460nm、525nm、635nm的可見光波段的光線。
10、可選地，當(dāng)入射的紅外光線的中心波長≥1500nm時，所述基底的材質(zhì)為鍺ge，所述衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)被配置為能夠傳輸fov≥180°的紅外光線，所述非線性倍頻器為非線性四倍頻光學(xué)晶體，能夠?qū)⑺黾t外光線轉(zhuǎn)變?yōu)閞gb彩色光線。
11、可選地，當(dāng)所述入射的紅外光線的中心波長分別為1840nm、2100nm、2540nm時，在所述耦出部分，所述非線性四倍頻光學(xué)晶體能夠?qū)⒃撊齻€特定中心波長的紅外光線分別轉(zhuǎn)換為中心波長為460nm、525nm、635nm的可見光波段的光線。
12、第二方面，本申請?zhí)峁┝艘环N擴(kuò)大fov的方法，用于衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)，所述衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)元件包括基底及設(shè)置于所述基底上的耦入部分及耦出部分，所述耦出部分包括耦出光柵及疊設(shè)在所述耦出光柵上的非線性倍頻器，所述擴(kuò)大fov的方法，包括：
13、產(chǎn)生紅外光線并將其投射至所述耦入部分；
14、通過所述耦入部分將所述紅外光線耦合進(jìn)所述基底中，并使所述紅外光線在所述基底內(nèi)全反射傳輸；
15、當(dāng)所述紅外光線傳輸至所述耦出部分時，通過所述耦出光柵將所述紅外光線耦出，并通過所述非線性倍頻器將所述紅外光線轉(zhuǎn)換為可見光波段的光線。
16、第三方面，本申請?zhí)峁┝艘环N光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)包括：
17、光源，用于產(chǎn)生紅外光線；及
18、如第一方面所述的衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)。
19、第四方面，本申請?zhí)峁┝艘环N智能頭戴設(shè)備，所述智能頭戴設(shè)備包括：
20、如第三方面所述的光學(xué)系統(tǒng)。
21、本申請的有益效果為：
22、本申請實施例提供了一種新的衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)，該衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)能夠顯著擴(kuò)大fov，同時保持高質(zhì)量的圖像輸出。本申請實施例提供的衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)通過采用紅外波段進(jìn)行光線傳輸、高折射率且低吸收率的基底材料以及搭配非線性倍頻轉(zhuǎn)換技術(shù)，解決了現(xiàn)有衍射波導(dǎo)方案中視場角fov偏小的問題，顯著擴(kuò)大了fov，同時提高了光線傳輸效率，這利于增強圖像的亮度和清晰度，從而可以提升用戶的視覺體驗。
23、通過以下參照附圖對本說明書的示例性實施例的詳細(xì)描述，本說明書的其它特征及其優(yōu)點將會變得清楚。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括基底(1)及設(shè)置于所述基底(1)的：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基底(1)的材質(zhì)為硅Si或者鍺Ge。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述入射的紅外光線的波長λ≥800nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于，當(dāng)入射的紅外光線的中心波長＜1500nm時，所述基底(1)的材質(zhì)為硅Si，所述衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)被配置為能夠傳輸FOV≥110°的紅外光線，所述非線性倍頻器(4)為非線性二倍頻光學(xué)晶體，能夠?qū)⑺黾t外光線轉(zhuǎn)變?yōu)镽GB彩色光線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于，當(dāng)入射的紅外光線的中心波長分別為920nm、1050nm、1270nm時，在所述耦出部分，所述非線性二倍頻光學(xué)晶體能夠?qū)⒃撊齻€特定中心波長的紅外光線分別轉(zhuǎn)換為中心波長為460nm、525nm、635nm的可見光波段的光線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于，當(dāng)入射的紅外光線的中心波長≥1500nm時，所述基底(1)的材質(zhì)為鍺Ge，所述
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于，當(dāng)所述入射的紅外光線的中心波長分別為1840nm、2100nm、2540nm時，在所述耦出部分，所述非線性四倍頻光學(xué)晶體能夠?qū)⒃撊齻€特定中心波長的紅外光線分別轉(zhuǎn)換為中心波長為460nm、525nm、635nm的可見光波段的光線。
8.一種擴(kuò)大FOV的方法，用于衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)元件包括基底(1)及設(shè)置于所述基底(1)上的耦入部分(2)及耦出部分，所述耦出部分包括耦出光柵(3)及疊設(shè)在所述耦出光柵(3)上的非線性倍頻器(4)，所述擴(kuò)大FOV的方法，包括：
9.一種光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，包括：
10.一種智能頭戴設(shè)備，其特征在于，包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括基底(1)及設(shè)置于所述基底(1)的：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基底(1)的材質(zhì)為硅si或者鍺ge。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述入射的紅外光線的波長λ≥800nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于，當(dāng)入射的紅外光線的中心波長＜1500nm時，所述基底(1)的材質(zhì)為硅si，所述衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)被配置為能夠傳輸fov≥110°的紅外光線，所述非線性倍頻器(4)為非線性二倍頻光學(xué)晶體，能夠?qū)⑺黾t外光線轉(zhuǎn)變?yōu)閞gb彩色光線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于，當(dāng)入射的紅外光線的中心波長分別為920nm、1050nm、1270nm時，在所述耦出部分，所述非線性二倍頻光學(xué)晶體能夠?qū)⒃撊齻€特定中心波長的紅外光線分別轉(zhuǎn)換為中心波長為460nm、525nm、635nm的可見光波段的光線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衍射光學(xué)結(jié)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：程鑫，沈浪，董立超，
申請(專利權(quán))人：歌爾光學(xué)科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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