[发明专利]光导光学元件（LOE）的板之间折射率不均匀性的测量技术

说明书

用于测量光导光学元件(LOE)的板之间的折射率不均匀性的系统和方法，其使用创新测量技术，该创新测量技术基于通常用于观察干涉及测试光束的准直的剪切干涉技术。当前实现方式的另一个特征是用于分析所生成的干涉图的特征以表征LOE中相邻板之间的差异的创新方法。

技术领域

本发明一般涉及光学测试，尤其涉及折射率差的非接触测量技术。

背景技术

生产光导光学元件(LOE)的制造挑战之一是实现折射率的均匀性。不均匀性导致图像质量下降。当光线穿过刻面特别是相对于刻面的法线成大角度时，如果各个板的折射率不能很好地匹配，则将会引入角度偏差。

发明内容

根据本实施方式的教导，提供了一种用于测量折射率不均匀性的方法，包括以下步骤：将投射光投射到光导的前表面上，光导包括：彼此平行的第一对外表面，该外表面包括该前表面和后表面，以及一组涂覆板，该一组涂覆板：彼此平行、在该第一对外表面之间、以及相对于该第一对外表面成非平行角度以及每个板具有对应的折射率；以及捕获干涉图案的干涉图像以测量板之间的折射率不均匀性，干涉图案在折射/反射光线与外部反射光之间，该折射/反射光线是投射光穿过光导，在光导内部反射，然后经由前表面离开光导的结果，以及该外部反射光是投射光从前表面反射的结果。

在可选实施方式中，投射相对于前表面成倾斜角度。在另一可选实施方式中，投射相对于前表面垂直。在另一可选实施方式中，干涉图像与板的折射率之间的折射率不均匀性对应。

在另一可选实施方式中，还包括：确定条纹的一个或更多个部分与条纹的另一个或更多个部分之间的偏差，每个部分与板中的一个或更多个对应，偏差与板的折射率之间的折射率差(不均匀性)对应。

根据本实施方式的教导，提供了一种用于确定折射率不均匀性的方法，包括以下步骤：提供干涉图，干涉图包括一个或更多个条纹，干涉图由以下操作生成：将投射光投射到光导的前表面上，光导包括：彼此平行的第一对外表面该外表面包括前表面和后表面，以及一组板，该一组板：彼此平行，在第一对外表面之间，以及相对于第一对外表面成非平行角度以及每个板具有对应的折射率；以及捕获干涉图案的干涉图像以测量板之间的折射率不均匀性，干涉图案在折射/反射光线与外部反射光之间，折射/反射光线是投射光穿过光导，在光导内部反射，然后经由前表面离开光导的结果，以及外部反射光是投射光从前表面反射的结果；以及确定条纹的一个或更多个部分与条纹的另一个或更多个部分之间的偏差，每个部分与板中的一个或更多个对应，偏差与板的折射率之间的折射率不均匀性对应。

在可选实施方式中，条纹的每个部分与板中的一个对应。在另一可选实施方式中，偏差是相邻的板之间的。在另一可选实施方式中，偏差是跨多个板的。在另一可选实施方式中，偏差是跨所有板的。

在另一可选实施方式中，确定偏差包括确定干涉图中有多少条纹跳跃。

在另一可选实施方式中，还包括基于偏差计算通过/未通过度量的步骤。

在另一可选实施方式中，偏差是使用选自包括以下的组中的至少一种技术确定的：分析干涉图以确定干涉图的轴，旋转和/或转换干涉图，将干涉图分成与条纹正交的N个离散信号阵列，其中N明显大于LOE中的刻面数，以及通过使用选自包括以下的组的相位提取算法计算信号阵列 n＝1到N的相位：三桶方法或四桶方法，以及小波变换。

在另一可选实施方式中，从通过整个干涉图确定的偏差得出通过/未通过度量，然后从相邻板之间的偏差得出其他通过/未通过度量。

在另一可选实施方式中，偏差通过以下步骤确定：将干涉图分成与条纹正交的N个离散信号阵列，通过使用相位提取算法计算信号阵列n＝1 到N的相位，以及根据n绘制相位，以及确定相位图中的总体最大值与最小值之间的最大相位差。

在另一可选实施方式中，偏差通过以下操作确定：使用条纹之一的一部分，对条纹之一的该部分进行最佳拟合外推，以及将外推与条纹的另一部分进行比较。