[实用新型]光栅结构

说明书

本实用新型提供了一种光栅结构。光栅结构包括：基底结构；光栅层，光栅层为单层，光栅层为周期结构，每个光栅周期作为一个子光栅，子光栅具有两个占空比不同的光栅脊，光栅脊为矩形结构。本实用新型解决了现有技术中偏振分束器件存在不同偏振状态的±1级衍射光的色散能力不同的问题。

技术领域

本实用新型涉及衍射光学设备技术领域，具体而言，涉及一种光栅结构。

背景技术

随着对未来科技的不断发展，偏振分束器在光学系统中扮演着越来越重要的角色。特别是在AR(增强现实)、VR(虚拟现实)、MR(混合现实)等显示领域，为了达到3D的显示效果，左右眼需观测到不同光学成分，进而形成3D的观测体验。通常需要用到偏振分束器来使得左右眼观测到不同的偏振光。而传统的偏振分束器光栅绝大多数都是在利特罗角度入射，使经光栅衍射后的0级和-1级衍射光呈现不同偏振状态。但对于光波导系统，这种配置有两个弊端，一是实际光波导设计中入射角通常是关于0度角呈左右对称状态(比如±15°)或有较小偏转，如果利特罗角入射其偏转角度过大会破坏系统K域关系使得部分视场缺失。二是利特罗角入射下经光栅衍射的0级衍射光不具有色散能力，通常在耦入过程中是不被耦合进入系统的。因此设计垂直入射条件下±1级高消光比的偏振分束器件具有重要意义。

也就是说，现有技术中偏振分束器件存在不同偏振状态的±1级衍射光的色散能力不同的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种光栅结构，以解决现有技术中偏振分束器件存在不同偏振状态的±1级衍射光的色散能力不同的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种光栅结构，其特征在于，包括：基底结构；光栅层，光栅层为单层，光栅层为周期结构，每个光栅周期作为一个子光栅，子光栅具有两个占空比不同的光栅脊，光栅脊为矩形结构。

进一步地，光栅层的周期小于1.5倍的入射波长。

进一步地，光在垂直于基底结构的方向入射时，经光栅结构衍射后产生的透射-1级T_-1和透射+1级T₊₁，透射-1级T_-1与透射+1级T₊₁的偏振状态垂直。

进一步地，子光栅为非对称结构。

进一步地，透射-1级T_-1的偏振状态为TE偏振，透射+1级T₊₁的偏振状态为TM偏振；或者透射-1级T_-1的偏振状态为TM偏振，透射+1级T₊₁的偏振状态为TE偏振。

进一步地，光栅脊的宽度在远离基底结构的方向上保持一致。

进一步地，光栅脊的折射率大于等于1.45且小于等于4.8；和/或光栅脊的高度大于等于10nm且小于等于2um。

进一步地，基底结构的折射率大于等于1.4且小于等于2.9。

进一步地，基底结构的材料为二氧化硅、掺杂二氧化硅、硼磷酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、氮化硅、氮氧化硅、二氧化钛、二氧化铈、氧化铝、五氧化二钽、聚合物中的一种。

进一步地，光栅结构还包括截止层，截止层设置在基底结构与光栅层之间。

应用本实用新型的技术方案，光栅结构包括基底结构和光栅层，光栅层为单层，光栅层为周期结构，每个光栅周期作为一个子光栅，子光栅具有两个占空比不同的光栅脊，光栅脊为矩形结构。