[发明专利]衍射扩束器和基于衍射扩束器的虚拟显示器

摘要

一种衍射扩束器(50)，包括：基本上是平面的波导衬底；输入光栅(10)用于提供在所述衬底内传播的入耦合射束(B1)以及出耦合光栅(30)，用于提供出耦合射束。扩展器(50)还包括四个或者更多另外的光栅部分，以扩展入耦合射束(B1)的高度。利用第一偏转光栅部分(21a)来衍射入耦合光的一部分，以提供第一偏转射束。利用第二偏转光栅部分(22a)来衍射入耦合光的一部分，以提供第二偏转射束。第一偏转射束相对于入耦合射束(B1)向下传播，而第二偏转射束相对于入耦合射束(B1)向上传播。第一偏转射束投射到第一方向恢复光栅部分(21b)上，而第二偏转射束投射到第二方向恢复光栅部分(22b)上。第一恢复光栅部分(21b)提供第一恢复射束(V1)，而第二恢复光栅部分(22b)提供第二恢复射束(V2)，二者都具有与入耦合射束(B1)相同的方向。出耦合提供输出射束，其平行于输入射束，并且具有大于所述输入射束的垂直维度。

主权项

1.一种设备(50)，包括：-基本上是平面的波导衬底(7)；-输入光栅(10)，其用于通过将输入射束(B0)的光衍射到所述衬底(7)中，从而提供在所述衬底(7)内传播的入耦合射束(B1)；-第一偏转光栅部分(21a)，用于通过衍射所述入耦合射束(B1)的一部分来提供第一偏转射束(U1)，使得所述第一偏转射束(U1)的方位角(α₁)与所述入耦合射束(B1)的方位角之间的差是负的，所述第一偏转光栅部分(21a)包括基本上线性的衍射特征(F_21a)，-第二偏转光栅部分(22a)，用于通过衍射所述入耦合射束(B1)的一部分来提供第二偏转射束(U2)，使得所述第二偏转射束(U2)的方位角(α₂)与所述入耦合射束(B1)的方位角之间的差是正的，所述第二偏转光栅部分(22a)包括基本上线性的衍射特征(F_22a)，所述第二偏转光栅部分(22a)的所述衍射特征(F_22a)与所述第一偏转光栅部分(21a)的所述衍射特征(F_21a)具有不同的定向，-第一恢复光栅部分(21b)，用于通过衍射所述第一偏转射束(U1)的光来提供第一恢复射束(V1)，-第二恢复光栅部分(22b)，用于提供第二恢复射束(V2)，所述第二恢复射束(V2)与所述第一恢复射束(V1)基本上平行，以及-输出光栅(30)，用于通过将所述第一恢复射束(V1)和所述第二恢复射束(V2)的光衍射出所述衬底(7)，从而提供出耦合射束(B2)，所述输出射束(B2)与所述输入射束(B0)基本上平行。