全息反射元件、光波导结构和头戴显示设备的制作方法

本申请实施例涉及光学部件，更具体地，本申请实施例涉及一种全息反射元件、光波导结构和头戴显示设备。

背景技术：

1、光栅是一种常用的光学器件，常用的光栅是在玻璃片上刻出大量平行刻痕制成。而布拉格光栅是光栅栅距均匀一致的一种光纤光栅，反射波长非常小，布拉格光栅的反射点之间的距离总是相等的。

2、这样全息反射器的折射率调制的周期条纹线是平行且等间距的，全息反射器的工作区域非常受限。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种全息反射元件、光波导结构和头戴显示设备的新技术方案。

2、第一方面，本申请提供了一种全息反射元件。所述全息反射元件包括：

3、透明基材，在所述透明基材内部形成有全息反射光栅；

4、所述全息反射光栅包括多个子光栅条纹，所述全息反射光栅具有横向周期和纵向周期，其中横向周期为相邻子光栅条纹在横向周期方向的间距；所述纵向周期为子光栅条纹的斜率值；

5、其中相邻子光栅条纹的横向周期在横向周期方向上变化，和/或不同子光栅条纹的纵向周期是变化的，以使每一子光栅条纹响应于不同的入射角度的光线。

6、可选地，所述透明基材包括第一子基材和第二子基材，其中在所述第一子基材具有第一表面，所述第二子基材具有第二表面，在所述第一表面和所述第二表面之间形成所述全息反射光栅，其中所述第一表面和所述第二表面相对设置。

7、可选地，多个子光栅条纹在横向周期方向上排布，其中沿子光栅条纹的排布方向，所述全息反射光栅的横向周期逐渐减小。

8、可选地，多个子光栅条纹在横向周期方向上排布，其中沿子光栅条纹的排布方向，所述全息反射光栅的横向周期逐渐减小，且所述全息反射光栅的纵向周期一致。

9、可选地，多个子光栅条纹在横向周期方向上排布，其中沿子光栅条纹的排布方向，所述全息反射光栅的横向周期逐渐减小，且全息反射光栅的纵向周期逐渐减小。

10、可选地，多个子光栅条纹倾斜设置，且多个子光栅条纹的倾斜方向一致。

11、可选地，所述透明基材包括第一外表面和第二外表面，其中从所述第一外表面入射的光线传输至全息反射光栅，进而被全息反射光栅反射，最终从所述第一外表面出射，其中从第一外表面入射的光线具有不同的入射角度，以及从第一外表面出射的光线具有不同的出射角度。

12、可选地，所述透明基材包括第一外表面和第二外表面，其中从所述第二外表面入射的光线传输至全息反射光栅，进而被全息反射光栅反射，最终从第一外表面出射，其中从第二外表面入射的光线具有不同的入射角度，以及从第一外表面出射的光线具有不同的出射角度。

13、可选地，子光栅条纹由多个液晶分子组合而成，通过调制多个液晶分子的排布方式，以改变全息反射光栅的横向周期，和/或纵向周期。

14、可选地，相邻子光栅条纹在衍射效率峰值对应的光线入射角度的间隔小于1度。

15、第二方面，提供了一种光波导结构。所述光波导结构包括：波导体，所述波导体具有耦入区域、扩展区域和耦出区域；

16、其中在所述扩展区域和所述耦出区域内均设置有如第一方面所述的全息反射元件，其中在所述扩展区域设置第一全息反射元件；在所述耦出区域设置第二全息反射元件；

17、所述耦入区域内设置有耦入光栅，所述耦入光栅被配置为：将外部光线耦入至波导体内；

18、第一全息反射元件被配置为：对传输至其的光线进行扩展，并传输至第二全息反射元件；第二全息反射元件被配置为：对传输至其的光线进行扩展，并将光线耦出。

19、第三方面，提供了一种头戴显示设备。所述头戴显示设备包括如第二方面所述的光波导结构。

20、根据本申请的实施例，提供了一种全息反射元件，其中对全息反射元件中的全息反射光栅结构进行改进，使得每一子光栅结构响应于不同入射角度的光线，使得全息反射元件可以在一个较大的工作区域工作。

21、通过以下参照附图对本说明书的示例性实施例的详细描述，本说明书的其它特征及其优点将会变得清楚。

技术特征：

1.一种全息反射元件，其特征在于，所述全息反射元件包括：

2.根据权利要求1所述的全息反射元件，其特征在于，所述透明基材(1)包括第一子基材(11)和第二子基材(12)，其中在所述第一子基材(11)具有第一表面，所述第二子基材(12)具有第二表面，在所述第一表面和所述第二表面之间形成所述全息反射光栅(2)，其中所述第一表面和所述第二表面相对设置。

3.根据权利要求1或2所述的全息反射元件，其特征在于，多个子光栅条纹(21)在横向周期方向上排布，其中沿子光栅条纹(21)的排布方向，所述全息反射光栅(2)的横向周期逐渐减小。

4.根据权利要求1或2所述的全息反射元件，其特征在于，多个子光栅条纹(21)在横向周期方向上排布，其中沿子光栅条纹(21)的排布方向，所述全息反射光栅(2)的横向周期逐渐减小，且所述全息反射光栅(2)的纵向周期一致。

5.根据权利要求1或2所述的全息反射元件，其特征在于，多个子光栅条纹(21)在横向周期方向上排布，其中沿子光栅条纹(21)的排布方向，所述全息反射光栅(2)的横向周期逐渐减小，且全息反射光栅(2)的纵向周期逐渐减小。

6.根据权利要求1所述的全息反射元件，其特征在于，多个子光栅条纹(21)倾斜设置，且多个子光栅条纹(21)的倾斜方向一致。

7.根据权利要求1所述的全息反射元件，其特征在于，所述透明基材(1)包括第一外表面(13)和第二外表面(14)，其中从所述第一外表面(13)入射的光线传输至全息反射光栅(2)，进而被全息反射光栅(2)反射，最终从所述第一外表面(13)出射，其中从第一外表面(13)入射的光线具有不同的入射角度，以及从第一外表面(13)出射的光线具有不同的出射角度。

8.根据权利要求1所述的全息反射元件，其特征在于，所述透明基材(1)包括第一外表面(13)和第二外表面(14)，其中从所述第二外表面(14)入射的光线传输至全息反射光栅(2)，进而被全息反射光栅(2)反射，最终从第一外表面(13)出射，其中从第二外表面(14)入射的光线具有不同的入射角度，以及从第一外表面(13)出射的光线具有不同的出射角度。

9.根据权利要求1所述的全息反射元件，其特征在于，子光栅条纹(21)由多个液晶分子(4)组合而成，通过调制多个液晶分子(4)的排布方式，以改变全息反射光栅(2)的横向周期，和/或纵向周期。

10.根据权利要求1所述的全息反射元件，其特征在于，相邻子光栅条纹(21)在衍射效率峰值对应的光线入射角度的间隔小于1度。

11.一种光波导结构，其特征在于，所述光波导结构包括：波导体(3)，所述波导体(3)具有耦入区域(31)、扩展区域(32)和耦出区域(33)；

12.一种头戴显示设备，其特征在于，所述头戴显示设备包括如权利要求11中所述的光波导结构。

技术总结本申请实施例提供了一种全息反射元件、光波导结构和头戴显示设备。所述全息反射元件包括：透明基材，在所述透明基材内部形成有全息反射光栅；所述全息反射光栅包括多个子光栅条纹，所述全息反射光栅具有横向周期和纵向周期，其中横向周期为相邻子光栅条纹在横向周期方向的间距；所述纵向周期为子光栅条纹的斜率值；其中相邻子光栅条纹的横向周期在横向周期方向上变化，和/或不同子光栅条纹的纵向周期是变化的，以使每一子光栅条纹响应于不同的入射角度的光线。技术研发人员：赵恩,饶轶,魏如东,董立超,程鑫,沈浪受保护的技术使用者：歌尔光学科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27