[发明专利]光学装置以及制造光学装置的方法

说明书

本发明公开了一种用于制造光学装置的方法，该方法包括提供一对玻璃晶片(42)。在玻璃晶片中的一个或多个玻璃晶片上形成一个或多个衍射光学元件(DOE)(44)。将间隔物(50)定位在玻璃晶片之间以便限定包含DOE的腔(40)，并且形成将玻璃晶片键合在一起并密封腔的气密密封件。在批工艺中执行间隔物定位和密封，并且通过例如切割来分离各个元件。

技术领域

本文所述的实施方案整体涉及光学器件，并且具体地讲，涉及用于密封衍射光学元件的方法和系统。

背景技术

微型光学投影仪在各种应用中使用。例如，此类投影仪可以用于将编码或结构光的图案投射到对象上，以实现投影对象的三维(3D)映射(也称为深度映射)。

在一些应用中，光学投影仪可以使用一个或多个衍射光学元件(DOE)来投射光。例如，其公开内容以引用方式并入本文的美国专利申请公布2009/0185274描述了一种用于投射图案的设备，该设备包括被配置为衍射输入光束以便在表面的第一区域上生成第一衍射图案的第一DOE，该第一衍射图案包括零级光束。第二DOE被配置为衍射零级光束以便在该表面的第二区域上生成第二衍射图案，使得第一区域和第二区域一起至少部分地覆盖该表面。

发明内容

本文所述的一个实施方案提供了一种用于制造光学装置的方法，该方法包括提供一对玻璃晶片并在所述玻璃晶片中的一个或多个玻璃晶片上形成一个或多个衍射光学元件(DOE)。将间隔物定位在所述玻璃晶片之间以便限定包含所述DOE的腔，并且形成将所述玻璃晶片键合在一起并密封所述腔的气密密封件。

在一些实施方案中，形成DOE包括在聚合物层中模制衍射图案。在其他实施方案中，形成DOE包括在玻璃晶片中的至少一个玻璃晶片中图案化衍射图案。在一个实施方案中，形成气密密封件包括用第一金属层来涂覆间隔物。在另一个实施方案中，间隔物包括聚合物。在另一个实施方案中，间隔物包括玻璃。

在一些实施方案中，间隔物定位包括通过在一个或多个玻璃晶片中形成腔来产生间隔物。在其他实施方案中，形成气密密封件包括键合共晶金属合金。在其他实施方案中，形成气密密封件包括执行直接氧化物键合。

在一个实施方案中，该方法还包括在执行直接氧化物键合之前，将玻璃晶片中的至少一个玻璃晶片的键合表面和间隔物的键合表面抛光并清洁。在另一个实施方案中，执行直接氧化物键合包括将玻璃晶片加热并朝彼此压制。在另一个实施方案中，执行直接氧化物键合包括在室温下将玻璃晶片朝彼此压制。

在一些实施方案中，间隔物包括具有第一表面的玻璃间隔物，玻璃晶片中的每个玻璃晶片具有第二表面，并且形成气密密封件包括焊接第一表面和第二表面。在其他实施方案中，焊接表面包括执行激光辅助微焊接。在其他实施方案中，形成气密密封件包括形成涂覆有第二金属层的导电聚合物。

根据本文所述的一个实施方案，另外提供了一种光学装置，其包括一对玻璃晶片、一个或多个衍射光学元件(DOE)、间隔物和气密密封件。DOE在所述玻璃晶片中的一个或多个玻璃晶片上形成，间隔物定位在所述玻璃晶片之间以限定包含DOE的腔，并且气密密封件将所述玻璃晶片键合在一起并密封该腔。

根据本文所述的一个实施方案，另外提供了一种光学装置，其包括光源和衍射光学元件(DOE)组件。光源被配置为发射光。DOE组件被配置为响应于光源发射的光来投射光图案。DOE组件包括一对玻璃晶片、一个或多个DOE、间隔物和气密密封件。DOE在所述玻璃晶片中的一个或多个玻璃晶片上形成，间隔物定位于所述玻璃晶片之间以限定包含DOE的腔，并且气密密封件将所述玻璃晶片键合在一起并密封该腔。

结合附图根据下文对本发明的实施方案的详细描述将更加完全地理解这些和其他实施方案，在附图中：

附图说明

图1是根据本文所述的一个实施方案的集成光子模块(IPM)的示意性横截面图；并且