[发明专利]封装的漫射器

说明书

本申请涉及封装的漫射器。一种光学器件(诸如漫射器)可以包括衬底；以及漫射器表面，其中，漫射器表面具有大于约1.8的折射率。还公开了制造和使用光学器件的方法。

相关申请

本申请要求享有于2019年7月29日提交的第62/879,860号美国临时专利申请的优先权，该美国临时专利申请的全部公开内容特此通过引用被并入。

发明领域

本公开总体上涉及一种光学器件(诸如漫射器)，该光学器件包括衬底；以及漫射器表面；其中，漫射器表面具有大于约1.8的折射率，例如从约1.8至约4.5。本文公开了制造和使用光学器件的方法。

发明背景

漫射器可以采取各种形式，诸如衍射漫射器和高斯漫射器。微透镜阵列也可以用于漫射目的。

典型的光学漫射器10包括衬底14和漫射器表面12。漫射器表面12包含漫射器图案本身。如图1所示，操作模式是这样的：入射光束照射漫射器表面12，漫射器表面12随后根据漫射器10的属性而将光束从衬底14一侧扩散开。

存在一些应用(诸如与三维(3D)成像、感测和手势识别相关的应用)，在这些应用中，漫射器用于扩散导向用户的激光束，该用户有时正直接看着源/漫射器。通常，定向激光的高功率密度可能会对用户的眼睛造成损伤。然而，处于激光的路径中的漫射器将光束扩展成明显更宽的角展度(angular spread)，这将到达用户眼睛的辐射量降低到不会造成任何损伤的程度。当然，这一点只要在漫射器表面不存在损坏或污染的情况下就是正确的，对漫射器表面的损坏或污染允许集中辐射的很大一部分不受阻碍地透射穿过漫射器(也称为“热点(hot spot)”)。

可以导致热点的两个主要损坏来源是物理损坏和污染。物理损坏意为漫射器表面的直接损坏，其中，漫射器结构被直接损坏或变形到已产生一个或更多个热点的程度。污染可以采取几种形式。最严重和显著的形式发生在当外来材料与漫射器表面接触并保持存在足够长的时间以在容纳漫射器的器件使用时产生热点从而对眼睛安全构成威胁的时候。这里起作用的主要机制是折射率匹配(index-matching)之一。如果某种外来材料与漫射器接触，该外来材料具有接近漫射器表面折射率的折射率，那么，实际上，不存在漫射器表面，并且输入光束基本上不受阻碍地传播，这导致了热点。这种类型污染的典型示例包括将漫射器浸入流体(诸如水或油)中。普通流体的折射率经常在1.3至1.7的范围内，而典型的漫射器材料的折射率在1.45至1.6的范围内，因此，在接触的情况下，折射率匹配的可能性可能很大。

所需要的是一种光学器件(诸如漫射器)，其包括不太可能由于物理损坏和/或污染而产生热点的材料。

附图简述

本公开的特征仅是以示例的方式示出的，并不限于下图，其中相同的数字指示相同的元件，其中：

图1是根据现有技术的光学器件的示意图；

图2是根据本发明的一个方面的光学器件的示意图；

图3是根据本发明的另一方面的光学器件的示意图；

图4是根据本发明的另一方面的光学器件的示意图；

图5是根据本发明的另一方面的光学器件的示意图；

图6是根据本发明的另一方面的光学器件的示意图；

图7是根据本发明的另一方面的光学器件的示意图；

图8是根据本发明的另一方面的光学器件的示意图；以及

图9是根据本发明的另一方面的光学器件的示意图。

发明概述

在一个方面，公开了一种光学器件(诸如漫射器)，其包括衬底；和漫射器表面；其中，漫射器表面具有大于约1.8的折射率。