[发明专利]一种复合光学穿戴显示波导器件的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学波导技术领域，尤其涉及一种复合光学穿戴显示波导器件的制备方法。

背景技术

随着智能可穿戴设备与抬头显示的发展，光学波导器件以其重量轻、体积小、结构紧凑以及厚度薄等独特优势，成为实现增强现实技术极好的载体，得到越来越广泛的关注。

光学波导器件主要由三部分构成：波导衬底、出光口和耦合面。其工作原理为：入射光经准直后到达光学波导器件的耦合面，耦合面对入射光进行反射或折射以改变入射光的传播方向，使入射光耦合进入波导衬底中，进入波导衬底的入射光在波导衬底中进行全反射传播并传输至出光口，出光口将入射光耦合传输出波导衬底，达到增强现实的效果。现有光学波导器件的制备方法是分别将以上三个部分设计完成后，进行整体加工。因此，为了防止由于光学波导器件某一部分出现差错而造成整体加工失败的现象发生，在加工过程中，对于波导衬底、出光口以及耦合面的加工精度等要求较高。

现有光学波导器件加工的整体性，导致其不允许在加工过程中任何一部分出现差错，一旦出现差错，各个部分都需要重新加工，不仅成本高昂而且耗时耗力；并且，在加工过程中，光学波导器件出光口的尺寸等因素，限制了波导衬底厚度、外形的多样性；此外，现有波导衬底的加工材料主要是玻璃和塑料等，其抗震能力和防爆能力都比较低，一旦发生震动或碰撞等，很容易破裂。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种复合光学穿戴显示波导器件(以下简称波导器件)的制备方法，采用将出光口和波导衬底分别制备的方法，在降低波导器件生产成本的同时，增加了产品外形的多样性，增强了波导器件的抗震能力和防爆能力。

本发明实施例提供了一种复合光学穿戴显示波导器件的制备方法，包括：

将波导器件的出光口固定在波导模型的中空结构中的第一预设位置；

向所述中空结构灌注液态光学材料，使所述中空结构被所述液态光学材料完全填充，所述液态光学材料凝固后，与所述出光口形成所述波导器件。

可选地，所述中空结构的形状与待制备波导器件的形状相匹配。

可选地，在向所述中空结构灌注液态光学材料之前，所述波导器件的制备方法还包括：

将预先制成的耦合面固定在所述中空结构中的第二预设位置，其中所述耦合面用于改变入射光的传播方向，使得所述入射光在波导衬底中进行全反射；

当所述中空结构中的液态光学材料凝固后，与所述出光口、所述耦合面形成所述波导器件。

可选地，如果所述待制备波导器件中的波导衬底为平面波导衬底，所述中空结构包括：第一表面、与所述第一表面相对的第二表面、以及从所述第一表面的一端延伸至所述第二表面对应端的第三表面。

可选地，将波导器件的出光口固定在波导模型的中空结构中的第一预设位置，包括：

将所述出光口固定在所述中空结构中所述第一表面或所述第二表面的第一预设位置；或者

将所述出光口的一端固定于所述第一表面，另一端固定于所述第二表面。

可选地，向所述中空结构灌注液态光学材料，包括：

通过所述中空结构的灌注口向所述中空结构灌注所述液态光学材料。

可选地，在向所述中空结构灌注液态光学材料，使所述中空结构被完全填充之后，所述方法还包括：

使用紫外线照射所述液态光学材料。

可选地，所述液态光学材料的折射率与所述出光口的材料的折射率的差值处于预设范围内。

本发明实施例提供了一种复合光学穿戴显示波导器件的制备方法，通过单独加工波导器件的出光口，并将波导器件的出光口固定在预先设计好的波导模型的中空结构中，向波导模型的中空结构灌注液态光学材料，使中空结构被液态光学材料完全填充，待液态光学材料凝固后形成波导器件。这种采用将出光口和波导衬底分别制备，并使用液态光学材料灌注波导模型以生成波导衬底的方法，在保证波导器件性能的同时，降低了波导器件的生产成本，增加了产品外形的多样性，并且增强了波导的抗震能力和防爆能力。

附图说明

通过阅读参照以下附图说明所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将变得更明显。

图1是本发明实施例一中的一种复合光学穿戴显示波导器件的制备方法的流程图；

图2a是本发明实施例二中的一种波导模型的剖面图；

图2b是本发明实施例二中的一种复合光学穿戴显示波导器件的剖面图；

图2c是本发明实施例二中的另一种复合光学穿戴显示波导器件的剖面图。

具体实施方式