專利名稱：：用于光學(xué)尺寸調(diào)整的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及光學(xué)，更具體而言，涉及用于光學(xué)尺寸調(diào)整的裝置和方法。
背景技術(shù)：
：電子裝置的微型化一直是電子學(xué)領(lǐng)域中持續(xù)的目標(biāo)。電子裝置通常裝配有某種形式的為用戶所見的顯示器。當(dāng)這些裝置的尺寸減小時(shí)，它們的顯示尺寸也減小。然而，超出某一尺寸，電子裝置的顯示不能被肉眼所見，并且它的圖像需要被放大。電子顯示器可以提供實(shí)像或虛像，實(shí)像的尺寸由顯示裝置的物理尺寸決定，虛像的尺寸可以擴(kuò)展顯示裝置的尺寸。通過將圖像投射到較大的屏幕，或借助無源光學(xué)放大元件為用戶提供放大的虛像，可以實(shí)現(xiàn)由小尺寸圖像顯示系統(tǒng)產(chǎn)生的圖像的放大。虛像被定義為這種圖像它不能被投射到觀察面，因?yàn)闆]有光線連接所述圖像和觀察者。然而，應(yīng)當(dāng)理解，上述放大技術(shù)遠(yuǎn)沒有達(dá)到最佳。投影的實(shí)像是笨重的，因?yàn)樵谕队皶r(shí)，圖像的擴(kuò)展通過垂直于顯示器的光的傳播獲得。產(chǎn)生虛像的裝置具有有限的視野且通常也是笨重的。另一放大技術(shù)中，圖像不是被投影而是通過從一個(gè)小刻面(facet)延伸到一個(gè)大刻面的一束光纖引導(dǎo)。所述小刻面通常被稱為"物平面"，而且所述較大的刻面通常被稱為"像平面"。現(xiàn)在參考附圖，圖1-2是用于制造光纖基引導(dǎo)放大器的幾個(gè)現(xiàn)有技術(shù)的示意圖。圖la示出了基于美國(guó)專利No.2,825,260的講授的光學(xué)圖像傳送裝置。從小刻面到大刻面的放大通過增加該束中光纖之間的間隔獲得。圖lb示出了美國(guó)專利No.2,992，587和No.3,853,658中^>開的對(duì)該方法的^f務(wù)改。該:技術(shù)中，光纖向大刻面是向上漸細(xì)(up-taper)的。然而，由于與光纖的間隔和向上漸細(xì)相關(guān)的技術(shù)限制，這些技術(shù)是不可生產(chǎn)的。一種克服上述逐漸變大問題的嘗試在美國(guó)專利No.3,909,109中公開，其中在大刻面處添加一個(gè)附加層。該層的厚度選擇成，允許經(jīng)過該層的自由傳播，直到光纖的遠(yuǎn)場(chǎng)光束重疊為止。然而，這種技術(shù)受到一個(gè)主要限制，因?yàn)檫h(yuǎn)場(chǎng)線的高斯形狀使得難以確定該附加層的最佳厚度。圖lc示出了圖la的裝置的另一種改進(jìn)，這種改進(jìn)基于美國(guó)專利No.3,043,910和No.4,208,096的講授。該改進(jìn)方案中，僅在一個(gè)維度執(zhí)行光纖分離，由此在另一個(gè)(基本垂直的)維度中的分離通過臺(tái)階或斜切完成。在這種配置中，在一個(gè)方向中被分離之后，光纖被重定向到大刻面，在那里它們是臺(tái)階或斜切，使得光纖在基本垂直的方向分離。這種解決方法的主要限制是制造復(fù)雜度。圖2a-b示出了才艮據(jù)美國(guó)專利No.3.402，000和No.6，326,939的講授，用于制造光纖放大元件的另一種技術(shù)。參考圖2a,—維放大元件包括圓柱形的光纖，它們以這樣一種方式切割使得，在一端形成圓形剖面而在另一端形成橢圓形剖面。圓形剖面垂直于圓柱體的縱軸，并且因此具有與圓柱體相同的尺寸。橢圓形剖面相對(duì)于縱軸是傾斜的，因此具有等于圓柱體尺寸的短軸和大于圓柱體尺寸的長(zhǎng)軸。當(dāng)光經(jīng)過光纖從圓形一端傳輸?shù)綑E圓形一端時(shí)，在橢圓形剖面的長(zhǎng)軸方向建立了一維的放大。參考圖2b，兩個(gè)這樣的一維放大元件經(jīng)由重定向?qū)酉噙B接，使得一個(gè)元件的輸出用作另一個(gè)元件的輸入。第二重定向?qū)佑糜趯⒐怦詈系皆摰诙糯笤?。為在第一和第二元件之間獲得合適的光學(xué)耦合，光纖在第二元件的輸入端上的剖面必須具有與光纖在第一元件的輸出端上的相同的橢圓形剖面。然而，第二元件的光纖的橢圓形剖面不能通過傾斜的切割獲得，因?yàn)楣饫w的輸入剖面必須垂直于它們的縱軸。另一方面，具有橢圓形光纖的光纖束并不存在。因此，為了不使第二放大的分辨率無束綽，第二元件中的光纖的數(shù)目將時(shí)第一元件中光纖的數(shù)目的一個(gè)倍數(shù)，該倍數(shù)約等于第一元件的一維放大率。該技術(shù)另外的缺點(diǎn)是需要重定向?qū)雍痛嬖诜且龑?dǎo)光，這可能減少顯示器的高寬比。美國(guó)專利No.5，511，141和No.5,600751公開了一種通過一束并置的縱向漸變細(xì)的光纖形成的讀取放大器。該放大器是可以從TaPerVisionCo.Ltd.，USA購(gòu)買，商標(biāo)是TaperMag[E.Peli，W.P.Siegmund"Fiber—opticreadingmagnifiersforthevisuallyimpaired,"JOptSocAmA12(10):2274-2285，1995]。然而，TaperMagTM是笨重的(對(duì)于高達(dá)2英寸的屏幕，約5cm的厚度僅有2倍的放大)，因?yàn)槠浜穸缺仨毰c切面直徑尺寸相當(dāng)。在美國(guó)專利No.6,480,345中Kawashima等公開了一種放大器，該放大器利用了從小刻面延伸到大刻面的高折射率區(qū)域。在Kawashima等做的模擬中，發(fā)現(xiàn)，30英寸的放大器可以具有小于4cm的厚度且可以實(shí)現(xiàn)十倍的放大。然而，Kawashima的放大器的制造方法十分復(fù)雜。例如，Kawashima等的一個(gè)實(shí)施例涉及通過具有增加的芯尺寸的掩模制造的成打的堆疊的薄板的對(duì)準(zhǔn)。Kawashima等的另一個(gè)實(shí)施例涉及三維光纖處理。盡管Kawashima等還講授了較簡(jiǎn)單的制造方法，它們都限制于小于或等于2的放大率。因此，具有能夠彌補(bǔ)上述限制的光學(xué)尺寸調(diào)整的裝置和方法是一個(gè)普遍承認(rèn)的需要，且將是極具優(yōu)點(diǎn)的。
發(fā)明內(nèi)容
背景技術(shù)：
并沒有講授使用嵌入式波導(dǎo)來提供光學(xué)尺寸調(diào)整。本發(fā)明采用嵌入式波導(dǎo)的技術(shù)來提供一個(gè)或兩個(gè)維度的光學(xué)尺寸調(diào)整。因此，根據(jù)本發(fā)明的第一方案，提供一種光學(xué)尺寸調(diào)整裝置。該裝置包括第一光學(xué)尺寸調(diào)整元件，該元件具有多個(gè)波導(dǎo)，所述多個(gè)波導(dǎo)被設(shè)計(jì)和構(gòu)造成提供第一維度上的光學(xué)尺寸調(diào)整；以及第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件，該元件具有多個(gè)波導(dǎo)，所述多個(gè)波導(dǎo)被設(shè)計(jì)和構(gòu)造成提供第二維度上的光學(xué)尺寸調(diào)整。該第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件與該第一光學(xué)尺寸調(diào)整元件耦合，使得從該第一光學(xué)尺寸調(diào)整元件出射的光進(jìn)入該第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件，由此，在第一和第二維度都得到尺寸調(diào)整。至少第一和第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件之一的波導(dǎo)至少是部分漸細(xì)(tapered)的。根據(jù)下面描述的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的其他更多特征，第一和第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件其中至少之一的多個(gè)波導(dǎo)以縱向展開布置在基板中形成和/或嵌入到基板中，以提供光學(xué)尺寸調(diào)整。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的另外更多的特征，該縱向展開布置包括波導(dǎo)層，每一層這樣布置使得波導(dǎo)從該層的笫一區(qū)域延伸到該層的第二區(qū)域，由此在該層中定義了一個(gè)周邊邊界，其中表征該周邊邊界的長(zhǎng)度在笫一區(qū)域比在第二區(qū)域小，從而提供光學(xué)尺寸調(diào)整。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方案，提供一種光學(xué)尺寸調(diào)整元件。該光學(xué)尺寸調(diào)整元件包括多個(gè)層，這些層形成基板，該基板具有第一刻面和比該笫一刻面大的第二刻面。每一層具有基本平行的波導(dǎo)布置，所述波導(dǎo)在該層中形成和/或嵌入到該層中，并且從該層的第一區(qū)域延伸到該層的第二區(qū)域。該方案中，所述層以部分重疊的光學(xué)布置的方式布置，由此，每一層的第二區(qū)域在該第二刻面是光學(xué)暴露的，從而提供一個(gè)維度的光學(xué)尺寸調(diào)整。根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方案，提供一種光學(xué)尺寸調(diào)整元件。該光學(xué)尺寸調(diào)整元件包括由至少一個(gè)層形成的基板，每一層具有波導(dǎo)布置，所述波導(dǎo)在該層中形成和/或嵌入到該層，且從該層的第一區(qū)域延伸到該層的第二區(qū)域，由此在該層中定義了一個(gè)周邊邊界，表征該周邊邊界的長(zhǎng)度在第一區(qū)域比在第二區(qū)域小，由此提供一個(gè)維度的光學(xué)尺寸調(diào)整。根據(jù)下面描述的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中的更多的特征，該第一區(qū)域和第二區(qū)域位于該層的相對(duì)側(cè)。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，該第一和第二區(qū)域位于該層的相鄰側(cè)上。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，該第一和第二區(qū)域位于該層的相同的一側(cè)上。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，該第一和第二區(qū)域基本平行。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，該第一和第二區(qū)域基本垂直。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，該第一和第二區(qū)域基本共線。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，所述光學(xué)尺寸調(diào)整元件至少其中之一包括用于提供光學(xué)尺寸調(diào)整的傾斜層。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，所述光學(xué)尺寸調(diào)整元件至少其中之一包括用于提供光學(xué)尺寸調(diào)整的梯田。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，所述光學(xué)尺寸調(diào)整元件至少其中之一被設(shè)計(jì)和構(gòu)造成，使得光在第一方向傳播時(shí)進(jìn)入該光學(xué)尺寸調(diào)整元件，并且在相同方向傳播時(shí)出射該光學(xué)尺寸調(diào)整元件。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，所述光學(xué)尺寸調(diào)整元件至少其中之一被設(shè)計(jì)和構(gòu)造成，使得光在第一方向傳播時(shí)進(jìn)入該光學(xué)尺寸調(diào)整元件，并且在不同于第一方向的第二方向傳播時(shí)出射該光學(xué)尺寸調(diào)整元件。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，第二刻面基本平4亍于第一刻面。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，第二刻面基本垂直于第一刻面。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，笫二刻面相對(duì)于第一刻面是傾斜的。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，第二刻面和第一刻面基本共面。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，一個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件被構(gòu)造和設(shè)計(jì)成從多個(gè)源接收光，并發(fā)射該光到另一個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件中。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，所述裝置進(jìn)一步包括至少一個(gè)附加的光學(xué)尺寸調(diào)整元件，它從至少一個(gè)附加的光源接收光并發(fā)射該光到第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，所述附加的(多個(gè))光源包括單色光源。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，所述光學(xué)尺寸調(diào)整元件被設(shè)計(jì)和構(gòu)造成向多個(gè)方向發(fā)射光。所述光可以來自于不同的源，在這種情況下，每個(gè)方向?qū)儆诓煌脑?。光還可以來自于單個(gè)源或另一個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件，在這種情況下，相同的光被發(fā)射到多個(gè)方向。例如，可以在裝置的兩個(gè)不同的平面上形成單個(gè)圖^f象。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，所述裝置進(jìn)一步包括至少一個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件，定位于至少兩個(gè)不同方向之一，且構(gòu)造成接收來自于第一光學(xué)尺寸調(diào)整元件的光。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，所述光學(xué)尺寸調(diào)整元件其中至少一個(gè)包括多個(gè)部分光學(xué)尺寸調(diào)整元件，每個(gè)部分光學(xué)尺寸調(diào)整元件被設(shè)計(jì)和構(gòu)造成，以在相應(yīng)的維度中提供部分光學(xué)尺寸調(diào)整。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，所述裝置或光學(xué)尺寸調(diào)整元件進(jìn)一步包括附著于第二刻面或在第二刻面中蝕刻出的漫射層。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，所述裝置或光學(xué)尺寸調(diào)整元件進(jìn)一步包括展開結(jié)構(gòu)。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，所述展開結(jié)構(gòu)包括全息光學(xué)元件。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，所述展開結(jié)構(gòu)包括以高折射率區(qū)域和低折射率區(qū)域交替地圖形化的層的堆疊。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，所述展開結(jié)構(gòu)包括使用凹槽圖形化的層的堆疊。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，所述展開結(jié)構(gòu)包括漸細(xì)波導(dǎo)的層的堆疊。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，所述展開結(jié)構(gòu)包括反射鏡。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，該反射鏡包括全內(nèi)反射鏡。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，該反射鏡涂敷有高反射涂層。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，所述展開結(jié)構(gòu)包括布拉格反射鏡。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，至少一個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件被設(shè)計(jì)和構(gòu)造成使光偏振。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)附加方案，提供一種光學(xué)尺寸調(diào)整裝置。該裝置包括多個(gè)層，該多層形成具有笫一刻面和第二刻面的基板，該多個(gè)層以部分重疊光學(xué)布置的方式布置。每一層具有波導(dǎo)布置，所述波導(dǎo)在該層中形成和/或嵌入到該層，且從該層的第一區(qū)域延伸到該層的第二區(qū)域，由此在該層中定義了一個(gè)周邊邊界，表征該周邊邊界的長(zhǎng)度在笫一區(qū)域比在第二區(qū)域小，且該第二區(qū)域在第二刻面是光學(xué)暴露的。根據(jù)下面所述的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的其他更多特征，所述第一刻面由所述多層的交疊區(qū)域的端部定義。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，每一層在第一刻面處部分暴露。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，至少一些層包括反射鏡，用于將在多個(gè)波導(dǎo)中傳播的光重定向到該層之外。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，至少一部分反射鏡是全內(nèi)反射鏡。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，至少一部分反射鏡是被蝕刻的反射鏡。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，至少一部分反射鏡由高反射涂層覆蓋。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，至少一部分反射鏡包括平坦的刻面。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，至少一部分反射鏡包括不平坦的刻面。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，至少一些層包括布拉格反射鏡，用于將在該多個(gè)波導(dǎo)中傳播的光重定向到該層之外。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，至少一些層包括全息光學(xué)元件，用于將在該多個(gè)波導(dǎo)中傳播的光重定向到該層之外。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，所述裝置的特征在于，所選的視野足夠小，以基本保持被該裝置尺寸調(diào)整的光的亮度。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)附加方面，提供一種制造光學(xué)尺寸調(diào)整元件的方法。該方法包括(a)在一個(gè)基板上以從基板的笫一區(qū)域延伸到基板的第二區(qū)域的展開布置形成多個(gè)波導(dǎo)，由此提供一層波導(dǎo)；(b)重復(fù)步驟(a)多次，由此提供多個(gè)層；以及(c)堆疊該多個(gè)層以形成由該多個(gè)層的端部定義的第一刻面以及由該多層之一的暴露表面定義的第二刻面；由此制造該光學(xué)尺寸調(diào)整元件。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例的其他更多特征，所述方法還包括(d)在一個(gè)基板上形成從該基板的第一區(qū)域延伸到第二區(qū)域的多個(gè)基本平行的波導(dǎo)，由此提供一層波導(dǎo)；(e)重復(fù)步驟(d)多次以形成多個(gè)層；(f)以部分重疊光學(xué)布置的方式堆疊所述多層，由此每一層的第二區(qū)域是光學(xué)暴露的，從而形成第一刻面和第二刻面，該第二刻面由該多個(gè)層的光學(xué)暴露部分定義，由此制造了第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件；以及(g)使該光學(xué)尺寸調(diào)整元件光學(xué)耦合到該第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件，以允許光從該光學(xué)尺寸調(diào)整元件傳播到該第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件，其中，光在所述光學(xué)尺寸調(diào)整元件內(nèi)在第一維度中得到尺寸調(diào)整以及在第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件中在第二維度得到尺寸調(diào)整。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)附加方案，提供一種制造多個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件的方法。該方法包括(a)在一個(gè)基板上形成從該基板的第一區(qū)域延伸到該基板的第二區(qū)域的多個(gè)波導(dǎo)，由此提供一層波導(dǎo)。(b)重復(fù)步驟(a)多次，由此提供多個(gè)層；(c)堆疊該多個(gè)層以提供疊層；以及(d)對(duì)該疊層執(zhí)行至少一次切割以提供多個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方案，提供一種制造光學(xué)尺寸調(diào)整元件的方法。該方法包括(a)在一個(gè)基板上形成從該基板的第一區(qū)域延伸到該基板的第二區(qū)域的多個(gè)平行波導(dǎo)，由此提供一層波導(dǎo)。(b)重復(fù)步驟(a)多次，由此提供多個(gè)層；(c)以部分重疊光學(xué)布置的方式堆疊該多個(gè)層，由此每一層的第二光學(xué)區(qū)域是光學(xué)暴露的，從而形成第一刻面和笫二刻面，該第二刻面由該多個(gè)層的光學(xué)暴露部分定義；由此制造該光學(xué)尺寸調(diào)整元件。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例的其他更多特征，該方法進(jìn)一步包括(d)重復(fù)步驟(b)-(c)，以形成笫二光學(xué)尺寸調(diào)整元件；以及(e)使該光學(xué)尺寸調(diào)整元件與該第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件光學(xué)耦合，以允許光從該光學(xué)尺寸調(diào)整元件傳播到該笫二光學(xué)尺寸調(diào)整元件，其中，光在該光學(xué)尺寸調(diào)整元件內(nèi)在第一維度得到尺寸調(diào)整以及在該第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件中在第二維度得到尺寸調(diào)整。根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方案，提供一種制造光學(xué)尺寸調(diào)整元件的方法。該方法包括(a)在一個(gè)基板上形成從該基板的第一區(qū)域延伸到該基板的第二區(qū)域的多個(gè)波導(dǎo)，由此在基板中定義一個(gè)周邊邊界，其中表征該周邊邊界的長(zhǎng)度在第一區(qū)域小于第二區(qū)域；(b)重復(fù)步驟(a)多次，由此提供多個(gè)層；(c)以部分重疊光學(xué)布置的方式堆疊該多個(gè)層，由此每一層的笫二光學(xué)區(qū)域是光學(xué)暴露的，從而形成第一刻面和第二刻面，該笫二刻面由該多個(gè)層的光學(xué)暴露部分定義，由此制造該光學(xué)尺寸調(diào)整元件。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，所述方法進(jìn)一步包括放置反射鏡，用于將在多個(gè)波導(dǎo)內(nèi)傳播的光重定向到該基板之外。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例的其他更多特征，所述方法進(jìn)一步包括在堆疊所述層的步驟之后，對(duì)所述層進(jìn)行切割，由此形成第一刻面和第二刻面至少其中之一。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，在所述方法中執(zhí)行切割，使得至少一個(gè)刻面是傾斜的。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，所述方法進(jìn)一步包括在堆疊層的步驟之前，切割所述多層，從而為每一層形成暴露該多個(gè)波導(dǎo)的層端部。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，所述方法進(jìn)一步包括在堆疊層的步驟之前，在至少一部分所述層上淀積起偏器。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，該方法進(jìn)一步包括將這至少一個(gè)刻面耦合到耦合器。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例的其他更多特征，所述耦合器包括微透鏡陣列。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，所述方法進(jìn)一步包括蝕刻至少一個(gè)刻面以在該刻面上形成微透鏡陣列。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，至少一些波導(dǎo)是漸細(xì)的或部分漸細(xì)的。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，輪廓。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，階狀的輪廓。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，是部分暴露的。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，形成了平面光路。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，形成了光纖陣列。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，是單模波導(dǎo)。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，或元件進(jìn)一步包括在波導(dǎo)芯之間引入的光吸收器。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，至少一些波導(dǎo)包括芯和包層，芯具有比包層高的折射率。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，至少一些波導(dǎo)包括光子漸細(xì)的特征在于光滑的漸細(xì)的特征在于基本臺(tái)所述多層在該笫二刻面多個(gè)波導(dǎo)其中至少一些多個(gè)波導(dǎo)其中至少一些多個(gè)波導(dǎo)其中至少一些波導(dǎo)是多模波導(dǎo)。所述光學(xué)尺寸調(diào)整裝置帶隙材料。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，所述光學(xué)尺寸調(diào)整裝置或元件進(jìn)一步包括微透鏡，用于將光耦合到該光學(xué)尺寸調(diào)整裝置或光學(xué)尺寸調(diào)整元件。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，所述光學(xué)尺寸調(diào)整裝置或元件進(jìn)一步包括至少一個(gè)光纖束，用于將光耦合進(jìn)該光學(xué)尺寸調(diào)整裝置或元件。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，所述光學(xué)尺寸調(diào)整裝置或元件是柔性的。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，所述光學(xué)尺寸調(diào)整裝置或元件是可折疊的。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，所述光學(xué)尺寸調(diào)整裝置或元件用作顯示系統(tǒng)中的部件。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，所述光學(xué)尺寸調(diào)整裝置或元件用作自動(dòng)立體顯示系統(tǒng)中的部件。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方案，提供一種調(diào)整光斑尺寸的方法，包括通過前述方案或特征其中任意一個(gè)的光學(xué)尺寸調(diào)整裝置傳送光。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，該方法進(jìn)一步包括使光斑失真，以跨過其提供亮度梯度，由此補(bǔ)償不均勻的光學(xué)損耗。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，所述方法中，光組成圖像。根據(jù)所述優(yōu)選實(shí)施例中的其他更多特征，所述方法還包括使圖像失真，從而跨過其提供亮度梯度，由此補(bǔ)充不均勻的光學(xué)損耗。通過提供具有遠(yuǎn)超過現(xiàn)有技術(shù)的屬性的光學(xué)尺寸調(diào)整元件、光學(xué)尺寸調(diào)整裝置和方法，本發(fā)明成功地解決了現(xiàn)有已知配置的缺點(diǎn)。除非特別限定，這里使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語都具有和本發(fā)明所屬的本領(lǐng)域技術(shù)人員共同理解的相同意思。盡管類似于或等同于這里描述的方法和材料可以在本發(fā)明的實(shí)施和測(cè)試中^f吏用，下面將描述合適的方法和材料。在沖突的情況下，包括定義的專利說明書將其支配作用。此外，材料、方法和實(shí)例是說明性而非限制性的。這里，參考附圖，以舉例的方式描述本發(fā)明。現(xiàn)在詳細(xì)地專門參考附圖，意在強(qiáng)調(diào)示出的細(xì)節(jié)是舉例的，目的僅在于本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的說明性討論，且為提供被認(rèn)為是本發(fā)明的原理和概念方面的最有用和容易理解的描述而提出。就這點(diǎn)而言，不試圖以比本發(fā)明的基本理解所必須的更詳細(xì)的細(xì)節(jié)示出本發(fā)明的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，結(jié)合附圖的描述使本領(lǐng)域技術(shù)人員明白本發(fā)明的若干形式可以怎樣在實(shí)際中實(shí)施。附圖中圖la-2b是用于制造光纖基制導(dǎo)放大器的現(xiàn)有技術(shù)的示意圖。圖3a-c是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)示范性實(shí)施例的波導(dǎo)的縱向擴(kuò)展布置(圖3a)、部分漸變的波導(dǎo)(圖3b)以及部分漸變的波導(dǎo)的縱向擴(kuò)展布置(圖3c)的示意圖。圖3d是圖3c的實(shí)施例具有多于一層時(shí)的示意圖。圖4a-i是本發(fā)明的各個(gè)示范性實(shí)施例中的光學(xué)尺寸調(diào)整元件的示意圖。圖5是本發(fā)明的各個(gè)示范性實(shí)施例中，具有兩個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件的光學(xué)尺寸調(diào)整裝置的示意圖。圖6a是本發(fā)明的各個(gè)示范性實(shí)施例中，接收光學(xué)尺寸調(diào)整元件的小刻面的示意圖。圖6b是本發(fā)明的各個(gè)示范性實(shí)施例中，圖6a的元件的波導(dǎo)的三維圖示。圖7a是一個(gè)實(shí)施例中的裝置的三維示意圖，其中，每個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件的進(jìn)入和出射平面彼此基本垂直。圖7b是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，圖7a中的裝置的三維示意圖，其中，采用了兩對(duì)光學(xué)尺寸調(diào)整元件。圖8是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的裝置的示意圖，其中，一個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件的平面基本平行，且另一個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件的平面基本垂直。圖9是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的裝置的示意圖，其中，光學(xué)尺寸調(diào)整元件的平面基本共面。圖10a-b是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)示范性實(shí)施例，用于制造波導(dǎo)布置的掩模層的示意圖。圖11a-b是用于制造垂直和橫向地都是漸變的波導(dǎo)的方法的示意圖。圖12a-f是優(yōu)選實(shí)施例中的光學(xué)尺寸調(diào)整裝置的示意圖，其中采用了多個(gè)光源。圖13a-c是優(yōu)選實(shí)施例中的裝置的示意圖，其中具有多于一個(gè)的來自于所述裝置的光學(xué)輸出。圖14a-b是優(yōu)選實(shí)施例中裝置的示意圖，其中所述裝置包括一個(gè)和多個(gè)附加的光學(xué)元件。圖15是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中光學(xué)尺寸調(diào)整元件的一層的示意圖，其中該層包括起偏器。圖16a-b是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，裝置和光源之間耦合的示意圖，其中光源是像源。圖17是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的示意圖，其中使用透鏡，輸入圖像聚焦在該裝置上。圖18a-b是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中裝置和光源之間的耦合的示意圖，其中采用一個(gè)或多個(gè)光纖束。圖19是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中光學(xué)尺寸調(diào)整元件的一層的示意圖，其中波導(dǎo)相對(duì)于該層的端面是傾斜的。圖20-22f是優(yōu)選實(shí)施例中的光學(xué)尺寸調(diào)整裝置的示意圖，其中所述裝置根據(jù)部分重疊光學(xué)布置的原理制造。圖23a-b是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，與圖20-22的裝置類似的裝置的一個(gè)平面的一部分的側(cè)視圖(圖23a)和頂視圖(圖23b)的示意圖，其中所述平面具有二維臺(tái)階形狀。圖23c-d是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)示范性實(shí)施例的反射鏡形狀的示意圖。圖24a-e是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)示范性實(shí)施例，具有二維臺(tái)階或傾斜輪廓的光學(xué)尺寸調(diào)整元件的側(cè)視圖的示意圖。圖25是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的可折疊光學(xué)尺寸調(diào)整裝置的示意圖。圖26a-b是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)示范性實(shí)施例，光借助發(fā)射元件布置耦合到該裝置之外的配置的示意圖。圖27a-b是本發(fā)明的各個(gè)示范性實(shí)施例中，用于制造傾斜的光學(xué)尺寸調(diào)整元件的過程的示意圖。圖27c-h是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)示范性實(shí)施例的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)的示意圖。圖28a-c是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，與圖20-22的裝置類似的裝置的層的頂視圖(圖23a-b)和側(cè)視圖(圖28c)的示意圖，其中所述層是低重量層。圖29a-e是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)示范性實(shí)施例，用于制造與圖20-22的裝置類似的裝置的優(yōu)選折疊技術(shù)的示意圖。圖30a-b是本發(fā)明的各個(gè)示范性實(shí)施例中，用于制造多個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件的模擬方法的示意圖。圖31是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，與圖20-22的裝置類似的裝置的示意圖，其中，所述裝置從多個(gè)源接收光。圖32a-b是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，與圖20-22的裝置類似的裝置的頂視圖(圖32a)和剖面圖(圖32b)的示意圖，其中，該裝置接收多個(gè)單色光源的形式的光學(xué)輸入。圖33a-c是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)示范性實(shí)施例，將光耦合出與圖20-22的裝置類似的裝置的所述層的技術(shù)的示意圖。圖34a-35c是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，與圖20-22的裝置類似的裝置的示意圖，其中，該裝置用于提供自動(dòng)立體圖像。圖36是與圖34a-35c的裝置類似的裝置的視野中的不同光學(xué)區(qū)域的示意圖。圖37a-b是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中一層(圖37a)和所得視野(圖37b)的示意圖，該優(yōu)選實(shí)施例中，提供多個(gè)自動(dòng)立體圖像。圖38是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的光學(xué)尺寸調(diào)整裝置的示意圖，其中，輸入圖像具有不均勻亮度，從而補(bǔ)充不同的波導(dǎo)損耗。圖39a是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的光學(xué)尺寸調(diào)整裝置的一層的示意圖，其中，該層包括光吸收器。圖39b是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，具有可變剖面的波導(dǎo)的示意圖。圖40是本發(fā)明的各個(gè)示范性實(shí)施例中，用于改善輸出光亮度的過程的示意圖。圖41是本發(fā)明的各個(gè)示范性實(shí)施例中，用于改善裝置的視野的過程的示意圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明包括可用于光學(xué)尺寸調(diào)整的方法、光學(xué)元件和裝置。本發(fā)明特別但不專門可以在諸如顯示系統(tǒng)等之類的各種應(yīng)用中提供光學(xué)尺寸調(diào)整。這里使用的術(shù)語"光學(xué)尺寸調(diào)整"指光學(xué)波前的擴(kuò)展或收縮，例如，該光學(xué)波前可以是平面光斑。換句話說，光學(xué)尺寸調(diào)整指光學(xué)波前占據(jù)區(qū)域的變化(擴(kuò)展或收縮)。例如，當(dāng)光在其中組成圖像時(shí)，光學(xué)尺寸調(diào)整指圖像的放大或縮小，這可以通過改變圖像的圖像元素(例如，像素)的間隔或尺寸實(shí)現(xiàn)。此處，被光學(xué)波前占據(jù)的區(qū)域的尺寸在這里可交換地稱為光束的橫截面積。參考附圖和所附描述，可以更好地理解根據(jù)本發(fā)明的裝置和方法的原理和操作。在詳細(xì)解釋本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例之前，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并不將它的應(yīng)用限制為下面說明書或附圖所示的部件的構(gòu)造和布置的細(xì)節(jié)。本發(fā)明可以具有其它實(shí)施方式或者以其它方式執(zhí)行。而且，應(yīng)當(dāng)理解這里采用的措詞和術(shù)語是用于說明目的而不應(yīng)被認(rèn)為是限制的意田、本發(fā)明采用嵌入式波導(dǎo)的技術(shù)以提供光學(xué)尺寸調(diào)整。嵌入式波導(dǎo)可以是本領(lǐng)域中已知的任意類型，例如，平面光路(PLC)波導(dǎo)或其他陣列的波導(dǎo)。此外，波導(dǎo)可以是單模或多模波導(dǎo)。波導(dǎo)的橫截面可以是大致圓形的、大致矩形的或具有任意其他幾何特征。優(yōu)選地，但不是必須的，嵌入式波導(dǎo)布置在一個(gè)或多個(gè)層中，以允許它們以層的方式制造。然而，這不是必須的，因?yàn)?，如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的，對(duì)于一些應(yīng)用，光學(xué)尺寸調(diào)整可以通過由體材料制備的光學(xué)尺寸調(diào)整元件獲得。在嵌入式波導(dǎo)布置在層中的實(shí)施例中，如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的，光可以通過它們的表面或通過它們端部入射或出射所述層。本發(fā)明的光學(xué)尺寸調(diào)整可以通過任意類型和形狀的波導(dǎo)的縱向展開布置獲得。更具體而言，所述縱向擴(kuò)展布置可以包括漸細(xì)波導(dǎo)、部分漸細(xì)波導(dǎo)、非漸細(xì)波導(dǎo)或它們的任意組合?，F(xiàn)在參考附圖，圖3a-c示出了根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)示范性實(shí)施例的非漸細(xì)波導(dǎo)的縱向展開布置(圖3a)、部分漸細(xì)波導(dǎo)(圖3b)和部分漸細(xì)波導(dǎo)的縱向展開布置(圖3c)。圖3d舉例說明了圖3c的實(shí)施例具有多于一層時(shí)的實(shí)施例。在提供本實(shí)施例的進(jìn)一步詳述之前，注意由此提供的優(yōu)點(diǎn)和潛在的應(yīng)用。嵌入式波導(dǎo)的使用允許制造平坦的路由(routing)和漸細(xì)元件。此外，當(dāng)采用PLC技術(shù)時(shí)，波導(dǎo)中的每一個(gè)或一些可以包括借助反射鏡轉(zhuǎn)角互連的若干部分。這種設(shè)計(jì)可用于減少或消除波導(dǎo)彎曲，由此減小最終產(chǎn)品的厚度。本發(fā)明的附加的優(yōu)點(diǎn)在于，PLC技術(shù)允許制造具有矩形芯剖面的波導(dǎo)，由此增加了填充因子并減少了耦合損耗。嵌入式波導(dǎo)的使用允許制造容易裝配的柔性元件。例如，光學(xué)裝置可以用部分重疊的柔性層裝配，由此，并不是單個(gè)波導(dǎo)的彎曲，而是整個(gè)層可以彎曲，或者，除了單個(gè)波導(dǎo)彎曲之外，整個(gè)層可以彎曲。此外，層方式的生產(chǎn)過程有利于可折疊光學(xué)裝置的制造，由此不同的層可以僅在其間部分地附著。參考圖4a-b，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，提供一種光學(xué)尺寸調(diào)整元件，這里，一般稱之為元件IO。元件10包括由一個(gè)或多個(gè)層14形成的基板12。元件10的每一層具有在其中形成的和/或嵌入到其中的波導(dǎo)的布置。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，每一層中的波導(dǎo)的布置是縱向展開布置。圖4b是元件10的層14的示意圖。層14優(yōu)選地包括多個(gè)波導(dǎo)16，所述多個(gè)波導(dǎo)從層14的笫一區(qū)域18延伸到第二區(qū)域20，由此在層14中定義了周邊邊界22。邊界22在圖4b中如虛線所示。如圖4b所示，第一18和第二20區(qū)域基本平行并位于層14的相對(duì)側(cè)。然而，這不是必須的，對(duì)于一些應(yīng)用，所述區(qū)域不必彼此平行。這樣，區(qū)域18和20之間可以具有任意幾何關(guān)系。例如，如下面進(jìn)一步舉例說明的(例如參見圖4e-f)，區(qū)域18和20可以位于層14的相鄰側(cè)(例如，基本垂直的關(guān)系)或者位于層14的相同一側(cè)(例如，基本共線關(guān)系或基本平行偏移關(guān)系)。這里，"基本平行"指相對(duì)取向小于20°，更優(yōu)選地小于10°，最優(yōu)選地，小于5°，比方說約0。。這里，術(shù)語"平行"應(yīng)理解為基本平行。這里，"基本垂直"指從約70°~約110°,更優(yōu)選地，約80°~約100。，最優(yōu)選地約85°~約95°，比方i兌約90°的相對(duì)取向。這里，"基本共線"指小于20。，更優(yōu)選地小于IO。，最優(yōu)選地，小于5。，比方說約0°的相對(duì)取向。此外，這里，"基本平行偏移"指刻面基本平行但也基本偏移小于50mm，更優(yōu)選地，小于1mm，最優(yōu)選地，小于0.01mm,比方說約0.01,的情況。而且，盡管示出了波導(dǎo)具有基本線型的形狀，這不是必須的，因?yàn)?，?duì)于一些應(yīng)用而言，希望具有非線型(即，曲線)形狀。此外，如下面進(jìn)一步描述的，波導(dǎo)可以由通過隅角鏡互連的不連續(xù)部分形成。在任何情況下，表征邊界22的長(zhǎng)度在第一區(qū)域18比在第二區(qū)域20小。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到這種布置提供了由該層的區(qū)域18和20限定的一個(gè)維度的光學(xué)尺寸調(diào)整。例如，當(dāng)光束從笫一區(qū)域18進(jìn)入層14、傳播經(jīng)過波導(dǎo)16、并從第二區(qū)域20出射時(shí)，它的橫截面在與區(qū)域18和20基本平行的方向上擴(kuò)展。相反，當(dāng)光束從笫二區(qū)域20進(jìn)入層14且從第一區(qū)域18出射時(shí)，它的橫截面在平行于區(qū)域18和20的方向上減小。圖4c-d示出了一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中元件10的刻面的示意圖，其中層被堆疊，使得這些層的較小區(qū)域形成小刻面24，且這些層的較大區(qū)域形成大刻面26。如上所述，波導(dǎo)可以是漸細(xì)的，使得由于所述縱向展開布置和各個(gè)波導(dǎo)的漸細(xì)，獲得尺寸調(diào)整。圖4e是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的示意圖，其中，以這樣一種結(jié)構(gòu)采用漸細(xì)波導(dǎo)其中第一區(qū)域18基本垂直于第二區(qū)域20。同樣，表征邊界22的長(zhǎng)度在笫一區(qū)域18處比在第二區(qū)域20處小，從而確保光學(xué)尺寸調(diào)整。圖4f是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的示意圖，其中以這樣一種結(jié)構(gòu)采用漸細(xì)波導(dǎo)其中第一區(qū)域18與第二區(qū)域2G共線。取決于元件10的層的區(qū)域18和20的構(gòu)造，小刻面24和大刻面26之間可以具有任意幾何關(guān)系。圖4g-i示意性地示出了才艮據(jù)本發(fā)明的各個(gè)示范性實(shí)施例的刻面24和26之間的幾種幾何關(guān)系。這樣，當(dāng)所述層的區(qū)域18和20平行且位于層的相對(duì)側(cè)(例如，參見圖4b)時(shí)，小刻面24與大刻面26平行并相對(duì)(圖4g);當(dāng)區(qū)域18和20彼此以一個(gè)角度取向時(shí)(例如，基本垂直，例如，參見圖4e)，刻面24和26也以相同的角度取向(圖4h);且當(dāng)區(qū)域18和20位于層的相同一側(cè)時(shí)(例如，基本共線，例如參考圖4f)，刻面24和26共面(圖4i)。應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)圖4g-i所示的幾何關(guān)系的更詳細(xì)的引用并不意在將本發(fā)明的范圍限制在刻面24和26之間的特定角度。因此，本實(shí)施例設(shè)想刻面24和26之間的任意角度值。適于本實(shí)施例的波導(dǎo)可以具有高折射率的芯和較低折射率的包層，或它們可以包括光子帶隙材料。這樣，例如，通過在用作波導(dǎo)包層的低折射率材料的層中蝕刻凹槽，并向凹槽中淀積用作波導(dǎo)芯的高折射率材料，可以制造適于本發(fā)明的波導(dǎo)層。波導(dǎo)芯可以接著被涂敷用作頂部包層的低折射率的附加層。通過在電介質(zhì)材料基板上形成(例如，蝕刻)光學(xué)周期結(jié)構(gòu)，使用作芯波導(dǎo)的條不具有周期結(jié)構(gòu)，可以制造光子帶隙材料波導(dǎo)。光學(xué)周期結(jié)構(gòu)的特征在于在亞微米到微米范圍的具有周期的折射率的空間周期變化，其定義了不發(fā)生光傳播的波長(zhǎng)帶(光子帶隙)。光學(xué)周期結(jié)構(gòu)然后可以被包層覆蓋。使用光子帶隙材料的優(yōu)點(diǎn)在于，在該光子帶隙中，甚至在高曲率的波導(dǎo)部分中沒有輻射損耗。優(yōu)選地，但不是排他地，采用PLV聚合物光刻(lithography)技術(shù)(例如,參見Eldada等，"Advancesinpolymerintegratedoptics,"IEEEJ.SelectedTopicsinQE，vol.6，54-68，2000)。制造波導(dǎo)層的可想到的方法包括，但不限于，光缺口(Photobreaching)方法[Gallo等，"High-densityinterconnectsfor2—dimensionalVCSELarrayssuitableformassscaleproduction,"ITCom2001,paper4532-47，2001]、澆鑄/模制(casting/molding)方法[Kopetz等,"Polysiloxaneopticalwaveguidelayerintegratedinprintedcircuitboard,，，Elec.Let.Vol.40，668-669，2004]以及軟光刻方法[Huang等，"Bottom-upsoftlithographyfabricationofthree-dimensionalmultilayerpolymerintegratedopticalmicrodevices，，，Appl.Phys.Lett.,vol85,3005-3007,2004]。列，優(yōu):地，'如本領(lǐng)"L知的:不使用外部:架，(關(guān)于這點(diǎn)，例如，參見美國(guó)專利No.5，381，506,No.6，597，845，No.6，885，800)。本實(shí)施例的光學(xué)元件優(yōu)選地包括很多波導(dǎo)層。典型地，層數(shù)是幾百(例如，約500層)到幾千層(例如，約5000層)的量級(jí)。通過一層一層地處理聚合物晶片層或通過將疊層堆疊在一起，可以使這些層堆疊在一起。還可以使用這些技術(shù)的組合堆疊這些層。一旦晶片層被堆疊，晶片被鋸成條，且所需的刻面被拋光。備選地，所述條可以在堆疊之前切割。應(yīng)當(dāng)意識(shí)到因?yàn)楣鈱W(xué)尺寸調(diào)整元件是寬且短的，很多這種元件可以在并行工序中制造。本實(shí)施例成功地提供了一種光學(xué)尺寸調(diào)整裝置，該裝置提供兩個(gè)維度，優(yōu)選地兩個(gè)基本垂直的維度上的光學(xué)尺寸調(diào)整。在本發(fā)明的各個(gè)示范性實(shí)施例中，二維光學(xué)尺寸調(diào)整通過裝配若干光學(xué)尺寸調(diào)整元件獲得，這些光學(xué)尺寸調(diào)整元件在其原理和操作方面與元件10類似(但在尺寸上不必類似)。在本發(fā)明的其他示范性實(shí)施例中，通過對(duì)元件10的修改獲得二維光學(xué)尺寸調(diào)整。下面是優(yōu)選實(shí)施例的描述，其中裝配了若干光學(xué)尺寸調(diào)整元件。此后提供優(yōu)選實(shí)施例的描述，其中二維光學(xué)尺寸調(diào)整通過對(duì)元件10的修改獲得?，F(xiàn)在參考圖5，它是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)示范性實(shí)施例的光學(xué)尺寸調(diào)整裝置30的示意圖。裝置30優(yōu)選地包括提供第一維度36上的光學(xué)尺寸調(diào)整的第一光學(xué)尺寸調(diào)整元件32，以及提供笫二維度38上的光學(xué)尺寸調(diào)整的第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件34。類似于上述元件10，元件32和34每個(gè)可以獨(dú)立操作。備選地，元件32和34其中之一可以類似于元件IO制造而另一個(gè)可以通過常規(guī)技術(shù)制造。為提供第一36和第二38維度上的光學(xué)尺寸調(diào)整，元件34耦合到元件32，使得出射元件32的光進(jìn)入元件34。這樣，裝置30中，元件34用作接收元件而元件32用作發(fā)射元件。元件32和34之間的耦合可以是本領(lǐng)域中已知的任意方式，例如，通過直接接觸、光纖束或任意其他光學(xué)耦合裝置。制造該光學(xué)尺寸調(diào)整元件使得一個(gè)元件的較小刻面與另一個(gè)元件的較大刻面匹配是有利的。以這樣方式制造，光學(xué)尺寸調(diào)整元件中的一個(gè)大于另一個(gè)。具體而言，當(dāng)裝置30用于擴(kuò)展光束(即，光束的橫截面在輸出處大于輸入處)時(shí)，第一元件小于第二元件，且當(dāng)裝置30用于收縮光(即，光束的橫截面在輸出處小于輸入處)時(shí)，第一元件大于第二元件。例如，在圖5所示的實(shí)施例中，元件32和34以下面方式制造，即，使得光進(jìn)入元件32的小刻面40，沿著維度36擴(kuò)展，通過刻面42出射元件32,并通過刻面44進(jìn)入元件34，所述刻面44優(yōu)選地具有和元件32的刻面42相同的尺寸。然后光在元件34中傳播，沿著維度38擴(kuò)展，并通過大刻面46出射，在兩個(gè)維度上都得到了擴(kuò)展。當(dāng)元件32和34都類似于10制造時(shí)，它們可以4吏用相同的光掩模布圖(例如，諸如圖3a、3c、4e和4f中所述的光掩模)加工，但具有不同層厚。這樣，例如，元件32可以由上面定義圖4d(也參見圖3d的三維圖示)中示出的大刻面的較薄的層形成，而元件34可以由定義圖6a所示的小刻面的較厚的層形成。根據(jù)本發(fā)明的本優(yōu)選實(shí)施例的元件34的波導(dǎo)的三維圖示在圖6b中示出。現(xiàn)在參考圖7a，它是一實(shí)施例中裝置30的三維示意圖，該實(shí)施例中每個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件的入射和出射平面彼此基本垂直。具體而言，在元件32中，小刻面40基本垂直于大刻面42，且在元件34中，小刻面44基本垂直于大刻面46?？堂?2和44平行且優(yōu)選地接觸，以允許元件32和元件34之間的光學(xué)耦合。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)該實(shí)施例用于發(fā)射圖像時(shí)，從裝置30出射的圖像是原始圖像的鏡像。圖7a所示的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于波導(dǎo)彎曲48更少且從傳播光束到大刻面沒有散射光。本實(shí)施例的尺寸調(diào)整技術(shù)可以被重復(fù)。具體而言，裝置30可以包括兩對(duì)或更多對(duì)的光學(xué)尺寸調(diào)整元件，由此每對(duì)根據(jù)上面的描述工作；即，所述對(duì)的一個(gè)元件提供一個(gè)維度的光學(xué)尺寸調(diào)整且所述對(duì)中的另一個(gè)元件提供另一個(gè)維度的光學(xué)尺寸調(diào)整。當(dāng)需要高倍數(shù)的放大或縮小，或?yàn)榱吮苊庠谥圃爝^程中處理高縱橫比波導(dǎo)時(shí)，本實(shí)施例是極為有用的。例如，使用兩對(duì)光學(xué)尺寸調(diào)整元件可以荻得30倍的放大，其中第一對(duì)提供3倍的放大(在兩個(gè)維度中)且笫二對(duì)提供10倍的放大(在兩個(gè)維度中)。本發(fā)明的本優(yōu)選實(shí)施例的代表性實(shí)例在圖7b中示出，這種情況下，采用兩對(duì)光學(xué)尺寸調(diào)整元件32、33、34和35。如圖7b所示，元件33在一個(gè)維度上擴(kuò)展光束72(比方說，沿著x方向)以提供擴(kuò)展束74;元件35在另一個(gè)維度(比方說，沿著y方向)擴(kuò)展光束74以提供擴(kuò)展束76;而且，元件32在一個(gè)維度(比方說，沿著x方向)擴(kuò)展光束76以提供擴(kuò)展束78;且元件34在另一個(gè)維度(比方說，沿y方向)擴(kuò)展光束78以提供擴(kuò)展束80。原始光束72由此沿著x方向擴(kuò)展兩次，沿著y方向擴(kuò)展兩次。本實(shí)施例的光學(xué)尺寸調(diào)整元件的每一層的波導(dǎo)可以使用與上面圖4e中所示的光掩模類似的光掩模形成。圖7a-b中所示的波導(dǎo)彎曲48可以使用隅角鏡50(見圖4e)代替，從而進(jìn)一步減小光學(xué)尺寸調(diào)整元件的厚度。現(xiàn)在參考圖8，它是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中裝置30的示意圖，其中一個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件的刻面是平行的，而另一個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件的刻面是基本垂直的。具體參考示范性實(shí)施例，在元件32(本實(shí)例中的發(fā)射元件)中，小刻面40平行于大刻面42,且在元件34(本實(shí)例中的接收元件)中，小刻面44基本垂直于大刻面46?？堂?2和44是平行的并且優(yōu)選地接觸，以允許元件32和元件34之間的光學(xué)耦合。本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于元件32中波導(dǎo)的長(zhǎng)度變短(與圖7中所述的實(shí)施例相比約一半)，這樣減小了裝置的總光學(xué)損耗。同樣，因?yàn)檩^大元件(元件34)的輸入/輸出刻面基本垂直，該裝置享受上述減小尺寸和散射光的優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)在參考圖9，它是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中裝置30的示意圖，其中光學(xué)尺寸調(diào)整元件的刻面(刻面40、42、44和46)共面。光學(xué)尺寸調(diào)整元件的每一層的波導(dǎo)使用光掩模形成，該光掩模與上面圖4f中所示的光掩模類似，由此區(qū)域18和20共線。因此，光束92進(jìn)入元件32的小刻面40，在元件32中傳播，在方向上發(fā)生180°的改變，并出射刻面42，沿著笫一維度36擴(kuò)展。出射42的(擴(kuò)展的)光束在圖9中以數(shù)字94表示。擴(kuò)展束94進(jìn)入元件34的小刻面，在元件34中傳播，沿著維度38經(jīng)歷另外的擴(kuò)展，在方向上發(fā)生另一180。的改變，從刻面46出射，沿著兩個(gè)維度36和38都被擴(kuò)展。出射平面46的光束由數(shù)字96表示。穿過裝置30的光由此經(jīng)歷了兩次擴(kuò)展，每個(gè)維度上一次，以及兩次傳播翻轉(zhuǎn)。為此，光出射裝置30，沿著其原始方向傳播，在兩個(gè)維度上被擴(kuò)展。應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)于出射光束的特定傳播方向的上述描述中的更具體的引用并不意在將本發(fā)明的范圍限制為任一入射-出射角度關(guān)系。本發(fā)明的各個(gè)示范性實(shí)施例中，光可以以相對(duì)于其入射角的任意預(yù)定角度從裝置30出射。因此，光的入射和出射傳播方向之間的角度可以是0。、90°、180°或其他任意角度。入射-出射角度關(guān)系取決于波導(dǎo)相對(duì)于光學(xué)尺寸調(diào)整元件的刻面的取向。例如，如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的，光可以與輸入刻面的表面成直角地進(jìn)入裝置30的光學(xué)尺寸調(diào)整元件的任一個(gè)，并從輸出刻面非直角地出射。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)于平行或基本垂直的刻面，這種配置對(duì)應(yīng)于不同于0。、90°或180°的入射-出射角度。一般而言，因?yàn)檠b置30包括小元件和大元件，裝置30的大部分或所有區(qū)域具有大元件的厚度。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，由于波導(dǎo)的展開布置，每個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件的厚度可以相當(dāng)小。通過在每一層的預(yù)定部分處4吏波導(dǎo)向下漸細(xì)(down-tapering)，所述厚度可以進(jìn)一步減小。本實(shí)施例的光學(xué)尺寸調(diào)整元件的厚度的代表性實(shí)例包括但不P艮于，約O.1咖~約100mm，更優(yōu)選i也，約lmm約10mm的厚度?，F(xiàn)在參考圖10a-b，它們是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)示范性實(shí)施例，用于制造波導(dǎo)布置的光掩模布圖的示意圖。圖10a-b示出了優(yōu)選實(shí)施例，其中區(qū)域18和20是平行的且位于層的相對(duì)側(cè)。給定這里所述的細(xì)節(jié)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道怎樣在其他情況調(diào)整本實(shí)施例的光掩模布圖。如圖10a所示，在波導(dǎo)朝著區(qū)域20向上漸細(xì)(up-tapered)和擴(kuò)展之前，它們是向下漸細(xì)(down-tapered)且被擠壓的。向下漸細(xì)是有優(yōu)點(diǎn)的，首先因?yàn)樗梢赃M(jìn)一步減小每個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件的厚度，并且其次，因?yàn)樗试S平行波導(dǎo)之間的間隔，從而減小或消除了串?dāng)_。在區(qū)域18和20是平行的且位于層的相對(duì)側(cè)的實(shí)施例中，裝置30的厚度主要由波導(dǎo)間隔Sy表示，見圖10b。所述厚度可以通過表達(dá)式0.5i;(《+《)近似，其中《x《是波導(dǎo)數(shù)目(例如，當(dāng)裝置30用于調(diào)整圖像尺寸時(shí)，Ax《可以是圖像中像素的數(shù)目)。區(qū)域18和20位于層的相鄰側(cè)的實(shí)施例中(例如，參見上面的圖4e,處于基本垂直的關(guān)系)，光學(xué)尺寸調(diào)整元件的厚度由輸入像素陣列尺寸表示。如果采用波導(dǎo)彎曲48(而不是隅角鏡50),則彎曲半徑應(yīng)被添加到元件的總厚度。然而，如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的，通過減小彎曲半徑，寄生損耗優(yōu)選地添加到較短的波導(dǎo)。這樣，裝置30的厚度可以由曲率半徑表示，而不管像素/波導(dǎo)的數(shù)目如何。為了沿著垂直方向也增加波導(dǎo)間隔(用于消除串?dāng)_)，波導(dǎo)可以在輸入和輸入刻面是垂直漸細(xì)的。對(duì)于PLC技術(shù)，垂直漸細(xì)是^^知的技術(shù)(例如，參見T.Bakke等，"Polyericopticalspot-sizetransformerwithverticalandlateraltapers,，，J.Light.Tech.,vol20，1188-1197,2002)。一種制造垂直和橫向都漸細(xì)的波導(dǎo)的方法在圖11a-b中示出，單個(gè)波導(dǎo)(圖11a)和波導(dǎo)堆疊(圖llb)。制造垂直漸細(xì)的其他方法由Moerman等的"AreviewonfabricationtechnologiesforthemonolithicintegrationoftaperswithIII-Vsemiconductordevices,"IEEEJ.Sel.Topics(JuantumElectron.Vol3,1308-1320，1997討論。這樣，波導(dǎo)間隔在刻面處遠(yuǎn)小于在整個(gè)裝置處，允許光耦合到(在刻面處的)波導(dǎo)中效率的改善以及裝置中波導(dǎo)之間的串?dāng)_的減小或消除。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，裝置30從多個(gè)源接收光。該實(shí)施例具有若干優(yōu)點(diǎn)。首先，多個(gè)光源的使用可以減小裝置30的厚度；因?yàn)閺妮斎肟堂娴捷敵隹堂娴钠叫胁▽?dǎo)的數(shù)目減小，厚度可以減小。厚度減小到采用的輸入光源的數(shù)目分之一。例如，對(duì)于兩個(gè)光源，厚度可以減小到一半。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，每個(gè)單獨(dú)的光源可以具有較低的分辨率(較少的像素)同時(shí)維持所需的亮度。如下面進(jìn)一步具體詳細(xì)的，一個(gè)附加的優(yōu)點(diǎn)在于，多個(gè)源的使用可以有助于三維圖l象的產(chǎn)生。從多個(gè)源接收光可以以多于一種的方式獲得。因此在圖12a中所示范的一個(gè)實(shí)施例中，兩條光線122和124從兩個(gè)不同的光源(未示出)進(jìn)入笫一光學(xué)尺寸調(diào)整元件32，但是可以采用任意數(shù)目的光源。盡管在圖12a所示的示例性說明中，元件32根據(jù)區(qū)域18和20是共線的實(shí)施例制造，但這不是必須的，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在其他情況，多個(gè)光束可以輸入到元件32。這樣，根據(jù)本發(fā)明的本優(yōu)選實(shí)施例，元件32包括兩個(gè)輸入刻面，由40a和40b表示，以及一個(gè)輸出刻面42。當(dāng)采用多于兩個(gè)的光源時(shí)，元件的輸入刻面的數(shù)目?jī)?yōu)選地相應(yīng)地調(diào)整(即，對(duì)于三個(gè)光源，三個(gè)輸入刻面，等等)。如上面進(jìn)一步詳細(xì)描述的，這兩個(gè)光束通過刻面42出射元件32，在一個(gè)維度擴(kuò)展，并通過刻面44進(jìn)入元件34，在那里它們?cè)诹硪粋€(gè)維度擴(kuò)展。圖12b-c示范的另一個(gè)實(shí)施例中，裝置30包括兩個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件，表示為32a和32b，它們都用作裝置30中的發(fā)射元件，以及一個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件，表示為34，用作裝置30中的接收元件。如上面進(jìn)一步詳細(xì)描述的，4條光線，122a、b和124a、b進(jìn)入元件32a和32b，并共同出射元件34。圖12b的圖示用于這樣的實(shí)施例，其中光學(xué)尺寸調(diào)整元件32a和32b每個(gè)根據(jù)區(qū)域18和20(未示出)共線的實(shí)施例制造，且圖12c的圖示用于這樣的實(shí)施例，其中光學(xué)尺寸調(diào)整元件32a和32b每個(gè)才艮據(jù)區(qū)域18和20位于層的相鄰側(cè)的實(shí)施例制造。上述實(shí)施例之間的所有組合也是可以預(yù)期的。如圖12d-f示例的附加實(shí)施例中，裝置30接收多個(gè)單色光源形式的光學(xué)輸入，并使用該光學(xué)輸入產(chǎn)生尺寸經(jīng)過調(diào)整的彩色光束。例如，多個(gè)單色圖像可以被裝置30放大和組合以提供放大的彩色圖像。圖12d中所示的代表性實(shí)例中，三個(gè)單色圖像(例如，紅色圖像、綠色圖像和藍(lán)色圖像)分別從三個(gè)單色圖像源(未示出)發(fā)射進(jìn)入三個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件32a、32b和32c。元件32a、32b和32c其中每一個(gè)都在一個(gè)維度放大相應(yīng)的單色圖像，并發(fā)射它到元件34。元件34放大這些單色圖像并在另一維度中組合它們，以提供放大的彩色圖像。為將所述單色圖像組合成彩色圖像，元件34優(yōu)選地由交替順序的層形成，其中每一層的波導(dǎo)優(yōu)選地根據(jù)一個(gè)單色圖像的平均波長(zhǎng)而優(yōu)化。圖12d中示出的是三種類型的層，由數(shù)字37a、37b和37c表示。例如，層37a、37b和37c可以分別為紅色、綠色和藍(lán)色單色圖像的典型平均波長(zhǎng)優(yōu)化。波導(dǎo)的長(zhǎng)度根據(jù)元件32a、32b和32c相對(duì)于元件34的位置選擇。圖12e是紅色、綠色和藍(lán)色圖像的情況下，交替順序的層37a、37b和37c的示意圖。該實(shí)施例是有優(yōu)點(diǎn)的，因?yàn)槭褂貌ㄩL(zhǎng)專用波導(dǎo)減小或消除了可能的散射。該實(shí)施例的附加優(yōu)點(diǎn)在于，圖像源可以具有較少的光學(xué)元件，例如透鏡和多路復(fù)用器。這樣，不是在輸入源處用多路復(fù)用器和透鏡構(gòu)建，圖像源在元件34處被多路復(fù)用。作為所述接收和發(fā)射單色圖^f象的元件32a、32b、32c，可以使用類似或相同的光掩模制造，例如，參見圖12f中所示的光掩模。應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明本實(shí)施例適于圖像光學(xué)數(shù)據(jù)以及非圖像光學(xué)數(shù)據(jù)，且更詳細(xì)地參考圖像數(shù)據(jù)并不意在以任何方式限制本發(fā)明的范圍。因此，例如，本發(fā)明可用于為另一個(gè)顯示裝置提供彩色圖像或彩色背光照明，所述另一個(gè)顯示裝置例如是LCD面板，其具有來自于三個(gè)被濾波光源(LED或激光源)的紅色-綠色-藍(lán)色(RGB)光的條形矩陣?，F(xiàn)在參考圖13a-c，它們是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中裝置30的示意圖，其中有多于一個(gè)的來自所述裝置的光學(xué)輸出。圖13中示意性地示出的一個(gè)實(shí)施例中，光學(xué)尺寸調(diào)整元件32向多于一個(gè)的方向發(fā)射光。圖13a中示出的是三個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件32、34a和34b，其中元件32向兩個(gè)元件34a和34b發(fā)射光。這樣，在本發(fā)明的本優(yōu)選實(shí)施例中，元件32用作裝置30內(nèi)的發(fā)射元件而元件34a和34b都用作裝置30內(nèi)的接收元件。具體而言，光束132進(jìn)入元件32，并由此以兩個(gè)光束134a和134b的形式發(fā)射。應(yīng)當(dāng)理解元件32可以發(fā)射多于兩個(gè)(例如，3個(gè)、4個(gè))光束。光束134a和134b中至少一個(gè)，更優(yōu)選地它們兩個(gè)，相對(duì)于光束132在一個(gè)維度中獨(dú)立地進(jìn)行尺寸調(diào)整(例如，擴(kuò)展)。例如，當(dāng)光束132組成圖^(象時(shí)，光束134a和134b可以分別是原圖像的三倍的放大圖像和兩倍的放大圖像。備選地，如有需要，一個(gè)光束可以是原圖像的放大圖像，且另一個(gè)光束是其縮小圖像。元件34a和34b分別從元件32接收光束134a和134b并優(yōu)選地，以與元件32執(zhí)行的尺寸調(diào)整相同的程度，在另一個(gè)方向中對(duì)它們進(jìn)行尺寸調(diào)整，以便保持縱橫比。裝置30由此提供兩個(gè)輸出光束136a(由元件34a產(chǎn)生)和136b(由元件34b產(chǎn)生)，每個(gè)都相對(duì)于輸入光束132在兩個(gè)維度中被獨(dú)立地調(diào)整尺寸。圖13b中示意性地示出的另一個(gè)實(shí)施例中，光學(xué)尺寸調(diào)整元件34接收(擴(kuò)展)來自于元件32的光束134，并向多于一個(gè)的方向發(fā)射它。圖13b的代表性實(shí)例中，元件34使光分叉并產(chǎn)生在兩個(gè)相反方向傳播的光束136a和136b。圖13a-b中所示的實(shí)施例可以被組合，使得光束134a和134b(見13a)都被發(fā)射到元件34，使得兩個(gè)光學(xué)輸出(光束136a和136b)由相同的光學(xué)尺寸調(diào)整元件產(chǎn)生。此外，元件34可以通過多個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件被光學(xué)地饋送，每個(gè)所述光學(xué)尺寸調(diào)整元件都向元件34發(fā)射來自于不同光源的不同的光束。該實(shí)施例的代表性實(shí)例在圖13c中示意性地示出，其中兩個(gè)光源(138a和138b)向兩個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件32a和32b發(fā)射光束132a和132b，這兩個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件分別在一個(gè)維度對(duì)光束進(jìn)行尺寸調(diào)整以產(chǎn)生光束134a和134b。元件34接收來自于元件32a和32b的光束134a和134b，在另一個(gè)維度擴(kuò)展它們以產(chǎn)生光束136a和136b，并向兩個(gè)不同方向(本實(shí)例中為相反的方向)發(fā)射它們。參考圖14a-b，才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，裝置30包括一個(gè)或多個(gè)附加光學(xué)元件142，用于執(zhí)行各種光學(xué)操作和/或簡(jiǎn)化制造工藝。取決于其所需的功能，該附加的(多個(gè))光學(xué)元件可以由擴(kuò)展或非擴(kuò)展布置的多個(gè)波導(dǎo)形成。圖14b所示的代表性實(shí)例中，附加元件142是圖像旋轉(zhuǎn)元件144。使用時(shí)，在其中組成圖像的光束146進(jìn)入元件144，在那里圖像被旋轉(zhuǎn)，比方說90°，并作為旋轉(zhuǎn)光束148出射元件144。接著，光束148進(jìn)入元件32和34,如上面進(jìn)一步詳細(xì)描述的，在那里它首先在一個(gè)維度擴(kuò)展(光束150)，然后在另一個(gè)維度擴(kuò)展(光束152)。圖像旋轉(zhuǎn)元件144在以下所述的實(shí)施例中是尤其有用的，該實(shí)施例中光學(xué)尺寸調(diào)整元件被制造，使得它們的小刻面和大刻面彼此基本垂直。圖15示出了一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中光學(xué)尺寸調(diào)整元件的一層(例如層14)的示意圖，其中該層包括起偏器154。例如，起偏器154可以通過在波導(dǎo)16之間的縫隙處淀積金屬或合金(例如，Cr、Au、Al等)形成，以便衰減橫向偏振模式。優(yōu)選地，波導(dǎo)在起偏器的區(qū)域制備得較窄，用于有效地剝?nèi)M向偏振模式。具有起偏器154的光學(xué)尺寸調(diào)整元件的使用允許產(chǎn)生非偏振光的輸入光源的使用，或它可以改善偏振光束的偏振狀態(tài)。裝置30和光源之間的耦合可以通過直接接觸，或備選地，借助一個(gè)或多個(gè)附加光學(xué)元件，例如，但不限于，微透鏡或衍射光學(xué)元件的布置?，F(xiàn)在參考圖16a-b，它們示出了光源是圖像源的優(yōu)選實(shí)施例中的裝置30和光源的耦合的示意圖。圖16a示出的是裝置30的幾個(gè)波導(dǎo)16、圖像源160和用于提供裝置30和圖像源160之間的光學(xué)耦合的耦合器162。本實(shí)例中，圖像源160是LCD微型顯示器。耦合器162優(yōu)選地包括微透鏡陣列164和起偏器166。微透鏡陣列164的使用是優(yōu)選的，因?yàn)?，通常，LCD面板在其輸出側(cè)包括起偏器和LCD保護(hù)玻璃，微透鏡提供更好的耦合效率。微透鏡可以使用本領(lǐng)域中已知的任意方法制造，例如，如美國(guó)專利No.5，508，834和美國(guó)專利申請(qǐng)NO.20040100700提出的方法。參考圖16b，微透鏡陣列164還可以放置在輸入光學(xué)元件上，侵_得每個(gè)波導(dǎo)芯覆蓋有一個(gè)微透鏡，例如，參見圖16b中的芯161和微透鏡168。這可以通過使用一種蝕刻器蝕刻光學(xué)尺寸調(diào)整元件的輸入刻面完成，該蝕刻器蝕刻波導(dǎo)16的包層163比蝕刻芯161更快?；蛘?，當(dāng)LCD面板具有足夠薄的起偏器和保護(hù)玻璃層時(shí)，可以不使用微透鏡陣列實(shí)施耦合，例如，通過直接接觸耦合。例如，當(dāng)起偏器和保護(hù)玻璃的總厚度約為20Mm或更小時(shí)，耦合到LCD面板的光學(xué)尺寸調(diào)整元件的波導(dǎo)具有足夠小的數(shù)值孔徑(比方說，約0.25或更小)。這種配置中，相鄰像素之間的串?dāng)_可以被最小化，所述串?dāng)_可能模糊圖像。圖17是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的示意圖，其中，使用透鏡176使輸入圖像聚焦在裝置30上。該配置中，還可以獲得預(yù)放大，因此，減輕了所需的波導(dǎo)的縱橫比或消除了兩級(jí)放大的需要，如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的。使用反射型液晶微顯示器，例如，但不限于，硅上的LCD(LCOS)，或其他輸入面板(例如，但不限于數(shù)字光處理器(DLP))時(shí)，這種配置是尤其有用的。圖17中示出的是反射型液晶微型顯示器170、外部光源172和裝置30。來自于光源172的光174被透鏡175聚焦在微型顯示器170上，其反射該光。在其中組成圖像的反射光被另一個(gè)透鏡176聚焦在裝置30上。也可以僅在一個(gè)維度實(shí)施預(yù)放大。將失真的輸入(在一個(gè)維度被放大)和光學(xué)尺寸調(diào)整元件相組合可以導(dǎo)致緊湊的薄的裝置，因?yàn)樵谶@種情況下，裝置30中不需要兩個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件，且預(yù)放大元件(它可以是透鏡)很薄?，F(xiàn)在參考圖18a-b，它們是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中裝置30和光源之間的耦合的示意圖，其中耦合通過光纖束完成。才艮據(jù)本發(fā)明的本優(yōu)選實(shí)施例，一個(gè)(圖18a)或多個(gè)(圖18b)光纖束180將光直接引導(dǎo)到裝置30的接收光學(xué)尺寸調(diào)整元件。在裝置30用于調(diào)整圖《象尺寸的實(shí)施例中，(多個(gè))光纖束優(yōu)選地包括很多具有小芯的光纖，以使得能夠傳輸高分辨率圖像。分別以Xi和乂2表示光纖束中行的數(shù)目和列的數(shù)目，則光纖中的總光纖數(shù)是X,xx2。X2和X2的代表性實(shí)例包括但不限于約500~約2000。優(yōu)選地，但不是必須地，X!-X"光纖的芯的直徑優(yōu)選地小于20,，更優(yōu)選地小于15fim，比方說約10nm。當(dāng)裝置30從多個(gè)光源接收光學(xué)輸入(見圖18b)時(shí)，每一束傳送一個(gè)光學(xué)通道。圖18b所示的實(shí)例中，輸入光纖束180分成4個(gè)光纖束(180a、180b、180c和180d)，它們分別饋至裝置30的4個(gè)輸入刻面(182a、182b、182c和182d)。裝置30還可以接收一個(gè)或多個(gè)相干光束(例如激光束)形式的光學(xué)輸入。彩色圖像可以從多個(gè)(例如，三個(gè)或更多)單色激光裝置，例如，紅色、綠色和藍(lán)色激光器生成，所述激光器被掃描以形成圖像。這種圖像可以被投射到具有小的橫截面的裝置30的輸入刻面上。使用激光的優(yōu)點(diǎn)在于高的亮度以及根據(jù)裝置30中波導(dǎo)的透明度和位置校準(zhǔn)激光光斑強(qiáng)度和位置的能力。根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)示范性實(shí)例，在下面的實(shí)例部分中提供優(yōu)選的透明度優(yōu)化過程。如上所述，光可以相對(duì)于發(fā)射刻面以任意預(yù)定角度從裝置30發(fā)射。該預(yù)定角度可以是約90°，這種情況下，波導(dǎo)相對(duì)于輸出刻面基本垂直地形成，或者該預(yù)定角度可以是任意其他角度，這種情況下，波導(dǎo)相對(duì)于輸出刻面傾斜?，F(xiàn)在參考圖19，它是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中裝置30的一個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件的一層的示意圖，該優(yōu)選實(shí)施例中波導(dǎo)16相對(duì)于該層的端部是傾斜的。所得的光學(xué)尺寸調(diào)整元件相對(duì)于輸出刻面以角度e(圖19中由數(shù)字190表示)發(fā)射光194。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，裝置30被設(shè)計(jì)和構(gòu)造成提供三維圖像。通過產(chǎn)生具有兩種不同偏振或兩種不同顏色的兩個(gè)不同的圖像，可以獲得三維圖像。用戶然后可以使用雙目裝置來觀察圖像，所述雙目裝置對(duì)于每個(gè)眼睛具有不同偏振或不同顏色，因此模擬圖像的三維感覺。備選地，裝置30可以用作自動(dòng)立體顯示器，由此觀察者不必佩戴特殊的觀察設(shè)施以保持兩個(gè)圖像分離。以兩個(gè)不同圖像的形式為用戶提供自動(dòng)立體，這兩個(gè)不同圖像被引導(dǎo)到用戶的左眼和右眼。此后提供根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)示范性實(shí)施例的自動(dòng)立體顯示器的一個(gè)代表性實(shí)例(見圖34a-35c以及相關(guān)描述)。顯示裝置通常在光學(xué)耦合的顯示面板之間的"像素到像素"對(duì)準(zhǔn)的限制之下制造。具體而言，為了使顯示裝置正確工作，需要使用微米或亞微米的容差對(duì)準(zhǔn)光學(xué)耦合的面板的像素。應(yīng)當(dāng)意識(shí)到這種要求使制造工藝復(fù)雜化，并通常徹底使產(chǎn)品制造不能完成。本實(shí)施例中，輸入圖像和元件32之間或元件32和34之間不需要像素到^^素的對(duì)準(zhǔn)。而且，圖像中的像素?cái)?shù)目可以不同于元件32中像素的數(shù)目，元件32中像素的數(shù)目又可以不同于元件34中像素的數(shù)目。為了這樣做，而不使分辨率不受束縳，接收元件的像素(波導(dǎo))的數(shù)目?jī)?yōu)選地是發(fā)射元件的像素的數(shù)目的A倍，其中i是大于1的數(shù)，例如約為2，優(yōu)選地約是3。更多細(xì)節(jié)，參看美國(guó)專利No.6,326,939，此處引用該專利的內(nèi)容作為參考。這樣，輸入圖像像素和裝置30的像素之間不需要具有相關(guān)性，不需要對(duì)準(zhǔn)兩個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件的波導(dǎo)。對(duì)于相同光學(xué)元件的層之間的偏移，在小和大刻面相對(duì)并且平行的情況下，層之間的x微米的偏移轉(zhuǎn)變成l)的(輸出處)有效偏移，在小和大刻面基本垂直的情況下，轉(zhuǎn)變成1#的有效偏移，且在小和大刻面共面的情況，轉(zhuǎn)變成1(#+1)的有效偏移。這樣，對(duì)于約0.2mm的輸出容差和約十倍的放大率，所述層可以在約20微米的精度內(nèi)在輸入波導(dǎo)區(qū)域堆疊。僅在一個(gè)維度有對(duì)準(zhǔn)需要。在小和大刻面平行(相對(duì)或共面)的實(shí)施例中，在橫向方向沒有對(duì)準(zhǔn)需要。另一方面，在小和大刻面基本垂直的實(shí)施例中，橫向方向的容差約為z微米。由于發(fā)射光學(xué)尺寸調(diào)整元件(例如，元件32)中缺少偏振導(dǎo)致的;r微米的偏移，在輸出處轉(zhuǎn)變成x^微米(其中#是接收元件的放大率)的偏移。兩個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件之間的旋轉(zhuǎn)偏移優(yōu)選地被最小化，以減小圖像失真。導(dǎo)致波導(dǎo)的透明度差異的波導(dǎo)的厚度和寬度的差異可以添加到波導(dǎo)的總損耗預(yù)算。優(yōu)選地，可以引入一些寬度和厚度差異，以抑制莫爾條玟(Moirefringe)效應(yīng)?，F(xiàn)在參考圖20，它是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)示范性實(shí)施例的一種光學(xué)尺寸調(diào)整裝置200的示意圖。與上述裝置30類似，裝置200可以提供光的二維光學(xué)尺寸調(diào)整。裝置包括多個(gè)層202，所述多個(gè)層形成具有第一刻面206和第二刻面208的基板204。層202布置成部分重疊光學(xué)布置。用在這里，層的"部分重疊光學(xué)布置"指這樣的布置其中每一層包括至少一個(gè)區(qū)域，該區(qū)域在該層的表面處光學(xué)暴露。這里，光學(xué)暴露的區(qū)域指能夠與環(huán)境建立光學(xué)通信的區(qū)域。這樣，在環(huán)境與裝置200的每層之間存在基本自由的光學(xué)路徑，該光學(xué)路徑經(jīng)過所述層的表面和光學(xué)暴露區(qū)域。光學(xué)暴露區(qū)域因此可以直接從該層的表面發(fā)射向外導(dǎo)向的光，基本沒有來自于相鄰層的吸收、反射或散射。光學(xué)暴露區(qū)域既可以向外發(fā)射光也可以接收向內(nèi)導(dǎo)向的光到所述層的表面，基本沒有來自于相鄰層的吸收、反射或散射。圖21a-b示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)示范性實(shí)施例的兩個(gè)部分重疊光學(xué)布置的側(cè)視圖。圖21a-b示出的是多個(gè)層202，每一層202具有表面290和端部292。波導(dǎo)16被嵌入到層202中，并在每一層中從該層的第一區(qū)域293延伸到笫二區(qū)域294。笫二區(qū)域294是光學(xué)暴露的。這樣，不管該層在疊層中的位置如何，都存在一個(gè)基本自由的光學(xué)路徑296，該光學(xué)路徑經(jīng)過表面290并將光學(xué)暴露區(qū)域294連接到環(huán)境298。這樣，在層202中(通過波導(dǎo)16)傳播的光291被允許通過表面290出射層202并進(jìn)入環(huán)境298。圖21a所示的實(shí)施例中，區(qū)域294物理地暴露于環(huán)境，由此確立光學(xué)路徑296。圖21b所示的實(shí)施例中，在區(qū)域294處，相鄰層之間具有交疊，使得光學(xué)路徑296經(jīng)過這些層。該實(shí)施例中，層202(或每個(gè)層的至少一個(gè)部分)由能使可見光從其中透射的材料制造，以保持光學(xué)路徑296。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解光可以通過表面290耦合到所述層之外，而不管所述層是否在光學(xué)暴露區(qū)域處終止(如圖21a中示范的)或延伸超過它們(圖21b)。根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)示范性實(shí)施例，用于將光耦合到所述層之外的優(yōu)選配置在下面提供。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，裝置200的刻面208由所述層的光學(xué)暴露區(qū)域限定。刻面208可以是傾斜的或它可以具有二維臺(tái)階形狀(梯田)。每一層具有如上面詳細(xì)描述的由周邊邊界限定的波導(dǎo)的擴(kuò)展布置，該周邊邊界例如是圖4b、4e、4f和10a中的周邊邊界22。與上述元件10和裝置30類似，如有需要，每一層中的一部分或所有的波導(dǎo)16可以是漸細(xì)的或部分漸細(xì)的。此外，如上面進(jìn)一步詳細(xì)描述的，波導(dǎo)16的擴(kuò)展布置可以通過波導(dǎo)彎曲和/或隅角鏡獲得，其中從光學(xué)損失的觀點(diǎn)出發(fā)波導(dǎo)彎曲是優(yōu)選的，而從裝置厚度的觀點(diǎn)出發(fā)隅角鏡是優(yōu)選的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，裝置200的每一層中的波導(dǎo)的擴(kuò)展布置導(dǎo)致圖20中的箭頭210所示的一個(gè)維度的光學(xué)尺寸調(diào)整，且刻面208處的層的部分重疊光學(xué)布置導(dǎo)致箭頭212所示的另一個(gè)維度的光學(xué)尺寸調(diào)整。如圖20的代表性實(shí)例中所示的，第一刻面206由層202的交疊區(qū)域218的端部216定義。圖21c-d示意性地示出了裝置200的一個(gè)(圖21c)和多個(gè)層(圖21d)，較好地示出了非暴露區(qū)域218的端部216。形成刻面208的層202的暴露區(qū)域在圖21c-d中由數(shù)字220表示。如圖22a-c所示的一個(gè)備選實(shí)施例中，層202在第一206和第二208刻面面都是部分暴露的。具體而言，刻面206(圖22a-b)由暴露區(qū)域222(圖22c)定義，而刻面208由暴露區(qū)域220定義。上述實(shí)施例之間的區(qū)別在于當(dāng)刻面206由交疊區(qū)域的端部定義時(shí)，光以與其進(jìn)入的方向垂直的方向從裝置200出射，而當(dāng)刻面206由暴露區(qū)域定義時(shí)，光以與其進(jìn)入的方向平行(圖22b)或相反(圖22a)的方向從裝置200出射?，F(xiàn)在參考圖22d，它是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的裝置200的示意圖，其中，裝置200包括兩個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件232和234，其中元件232提供一個(gè)維度(由箭頭212表示)中的光學(xué)尺寸調(diào)整，且元件234接收部分尺寸調(diào)整的光并在另一維度(箭頭210)中對(duì)其進(jìn)行尺寸調(diào)整。優(yōu)選地，但不是必須地，元件232在尺寸上小于元件234。元件232和234可以在分開的制造過程中制造，且可以在此后光學(xué)耦合，或更優(yōu)選地，它們可以是集成的元件，這種情況下它們的光學(xué)耦合可以在制造過程中完成。后一種實(shí)施例中，裝置200的每一層都具有兩個(gè)部分432和434(未示出，見圖22e-f)。部分432被設(shè)計(jì)用于元件232且部分434被設(shè)計(jì)成元件234。該實(shí)施例在圖22e-f中被更好地示出，圖22e-f示出了在部分重疊光學(xué)布置中一層一層地堆疊的一層(圖22e)和若干層(圖22f)的頂視圖。圖22e所示的層中，如上面進(jìn)一步詳細(xì)描述的，波導(dǎo)從第一區(qū)域18延伸到第二區(qū)域20，由此形成縱向擴(kuò)展布置。圖22e中還示出了第一部分432和第二部分434，如上所述，它們分別被設(shè)計(jì)以用于元件232和234。一旦所述層被堆疊，元件232由部分432形成且元件234由部分434形成。在分開的制造過程中制造的實(shí)施例中，如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的，元件232和234每個(gè)可以以層的形式或以體的形式被獨(dú)立的制造(見圖26-27h，以及相關(guān)描述)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，元件232用作裝置200中的發(fā)射元件，由此通過刻面236進(jìn)入元件232的光通過刻面238由元件232發(fā)射，刻面238位于元件232和234之間的界面處。該實(shí)施例中，元件234用作裝置200中的接收元件，由元件232發(fā)射的光通過刻面240被元件234接收刻面240同樣位于所述裝置之間的界面處。在維度210被尺寸調(diào)整之后，光通過刻面242從元件234出射。圖22d所示的示范性配置中，如上面進(jìn)一步詳細(xì)描述的，光學(xué)尺寸調(diào)整元件234根據(jù)部分重疊光學(xué)布置的原理制造，由此它的層的暴露的部分形成刻面242。類似于上面的刻面208，刻面242可以是傾斜的或它可以具有梯田形狀。圖22d中還示出了一種擴(kuò)展結(jié)構(gòu)224，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，該擴(kuò)展結(jié)構(gòu)光學(xué)耦合到刻面242。如此后進(jìn)一步詳細(xì)描述的，擴(kuò)展結(jié)構(gòu)224用于擴(kuò)展從其經(jīng)過的光線。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，元件232中的波導(dǎo)的擴(kuò)展布置導(dǎo)致維度212上的光學(xué)尺寸調(diào)整，且元件234的刻面242的梯田或傾斜的形狀導(dǎo)致維度210上的光學(xué)尺寸調(diào)整。根據(jù)需要，裝置200的包層可以由吸收或非吸收材料制成。使用吸收材料的優(yōu)點(diǎn)在于它改善了對(duì)比度，且使用透明材料的優(yōu)點(diǎn)在于它允許制造透明顯示器，該透明顯示器不阻擋位于它后面的景象。此外，如上面進(jìn)一步詳細(xì)描述的，起偏器可以添加在波導(dǎo)芯之間(見圖15)。將光耦合到本發(fā)明的部分重疊光學(xué)布置之外可以以多于一種的方式實(shí)現(xiàn)。一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，使用反射元件的布置將光耦合到刻面208之外。該實(shí)施例中，光傳播通過基本平行于所述層的表面的波導(dǎo)，直到它照射到反射元件上為止，該反射元件將光重定向經(jīng)過該表面向外。另一個(gè)實(shí)施例中，使用透射元件的布置(典型地，波導(dǎo))將光耦合到刻面208之外。還期望的是反射和透射元件的組合。下面描述光借助反射元件的布置耦合到外部的實(shí)施例，且下面將描述借助變形(transmuting)元件或反射和透射元件的組合將光耦合到外部的實(shí)施例(見圖26-27h)?，F(xiàn)在參考圖23a-b，它們是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中裝置200的刻面208的一部分的側(cè)視圖(圖23a)和頂視圖(23b)的示意圖，該實(shí)施例中刻面208具有二維臺(tái)階形狀(梯田)。還參考圖23c-d，它們是根據(jù)本發(fā)明的本優(yōu)選實(shí)施例，放置在裝置200的層中的反射鏡282的示意圖。如圖23a-b所示，一些具有不同反射系數(shù)的反射鏡282(例如，全內(nèi)反射鏡)優(yōu)選地放置在裝置200的每一層202的反射區(qū)域283中。反射鏡282收集在所述層中傳播的光并將其重定向以將該光耦合到刻面208之外。傳播的光和重定向的光在圖23a-b中分別由數(shù)字284和286表示。反射鏡282優(yōu)選地是寬的，以優(yōu)化光的收集和耦合。反射鏡282的不同的反射系數(shù)可以通過提供不同高度的反射鏡實(shí)現(xiàn)。備選地，反射鏡282可以是窄的，沒有反射系數(shù)的變化，使得照射反射鏡的光被完全反射。優(yōu)選地，反射鏡282基本均勻地布置在反射區(qū)域283上以促進(jìn)光284的有效收集。這種配置導(dǎo)致光基本均勻地反射到刻面208之外。如刻面208的頂視圖(圖23b)所示，在照射刻面284和外部介質(zhì)之間的邊界時(shí)，重定向的光286可以在兩個(gè)維度進(jìn)一步擴(kuò)展。這種擴(kuò)展典型地在以下情況發(fā)生當(dāng)刻面284涂敷有保護(hù)涂層(例如但不限于玻璃或聚合物)時(shí)，或光當(dāng)如圖33b所示向下耦合時(shí)。在保護(hù)涂層上擴(kuò)展之前和之后的重定向光，在圖23b中分別由方塊286和圓形288表示。仍然備選地，例如，兩種方法可以通過跨過梯田表面放置窄的部分反射鏡而組合。所述反射鏡可以在聚合物波導(dǎo)中制造，例如通過成模制或燒蝕工藝。參考圖23c-d，反射鏡282可以具有平面(圖23c)或非平面(圖23d)形狀。平面鏡在需要窄或適度視野的應(yīng)用中是優(yōu)選的，并可以通過使用一系列激光燒蝕脈沖獲得。非平面鏡在所需視野寬的應(yīng)用中是優(yōu)選的，并且，例如，可以使用較少的(例如，一個(gè))激光燒蝕脈沖獲得?，F(xiàn)在參考圖24a-e，它們是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)示范性實(shí)施例，光學(xué)尺寸調(diào)整元件234的側(cè)視圖的示意性說明。元件234的層202用于兩個(gè)目的(i)將光耦合到元件234之外，以及(ii)促進(jìn)維度210上的光學(xué)尺寸調(diào)整(在本示例中，擴(kuò)展)。傳播光和輸出光在圖24a-e中分別由數(shù)字246和247表示。圖24a-e還示出了表征輸出光247的典型像素尺寸。像素尺寸在圖24a-e中由數(shù)字249表示?？梢砸远嘤谝环N的方式將光耦合到元件234之外。如圖24a-b所示的一個(gè)實(shí)施例中，層202包括位于波導(dǎo)終端的反射鏡248，從而重定向在其中傳播的光線246。反射鏡248可以是45°反射鏡-全內(nèi)反射(TIR)鏡、完全或部分反射鏡，且如上面進(jìn)一步詳細(xì)描述的，它們可以具有平面或非平面形狀。此外，反射鏡可以涂敷有高反射材料。圖24a示出了使用45°反射鏡的優(yōu)選實(shí)施例，且圖24b示出了使用TIR反射鏡的優(yōu)選實(shí)施例。如圖24c所示的另一個(gè)實(shí)施例中，在層202中形成凹槽250，從而迫使全內(nèi)反射，因此將光重定向到所述層之外。圖24d所示的一個(gè)備選實(shí)施例中，元件234包括布拉格反射器261，它將光線重定向到元件234之外。另一個(gè)實(shí)施例中，元件234包括全息光學(xué)元件263，被設(shè)計(jì)并構(gòu)造成重定向來自離開元件234的光的光線。元件234可以制造為元件232的一部分，在這種情況下，例如，使用上面圖21c所示類型的光掩模，形成這些元件的層由單個(gè)基板制成。更優(yōu)選地，每一層可以使用不同的掩模處理從而減小可能的垂直耦合。這種制造工藝還減小了波導(dǎo)的長(zhǎng)度，由此可以使用單個(gè)對(duì)角路徑(而不是兩個(gè)垂直的路徑)。所述層可以被制造到它們的精確長(zhǎng)度，且然后被堆疊以形成刻面242，或它們可以首先被堆疊以形成刻面242，且然后被拋光或切割以形成刻面236。元件234還可以制作為獨(dú)立的元件。例如，通過一層一層地堆疊具有基本平行的波導(dǎo)的層，以形成部分重疊的光學(xué)布置，其中刻面242具有傾斜或梯田形狀。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，裝置200的所述層由聚合物材料制成，更優(yōu)選地，由柔性聚合物材料制成，以有利于裝置200的柔性。而且，裝置200的層可以在一端(例如，輸入端)彼此連接而允許它們的另一端(例如，輸出端)分離。使用這種配置，裝置200可以制備得可折疊?？烧郫B裝置的代表性實(shí)例在圖25中示出，圖25示出了裝置200，其中層202在它們的輸入端251連接，而允許它們?cè)谒鼈兊妮敵龆?55分離。在裝置200制造成兩個(gè)分離的元件232和234且這兩個(gè)元件此后相耦合的優(yōu)選實(shí)施例中，通過完全連接元件232的層和部分連接元件234的層可以實(shí)現(xiàn)可折疊?，F(xiàn)在參考圖26a-b，它們是該優(yōu)選實(shí)施例的側(cè)視圖(圖26a)和分解圖(圖26b)的示意圖，其中，光借助發(fā)射元件的布置耦合出去。參考圖26a，光學(xué)尺寸調(diào)整元件110具有第一112和第二14刻面，其中刻面114以角度P傾斜，因此比刻面112大。元件110具有多個(gè)波導(dǎo)16，該多個(gè)波導(dǎo)從刻面112延伸并朝向刻面114彎曲，由此提供沿著方向115的光學(xué)尺寸調(diào)整。圖26a所示的示范性配置中，波導(dǎo)以角度甲到達(dá)刻面114，該角度相對(duì)于該刻面的法線116方便地定義。W可以具有任意值，這允許元件110和環(huán)境之間的光學(xué)通信，并提供光學(xué)尺寸調(diào)整。一般地，只要使用小于某一角度l的v|/的任意值，與環(huán)境的光學(xué)通信和光學(xué)尺寸調(diào)整就可以獲得。優(yōu)選地，W近似于零，在這種情況下，波導(dǎo)16近乎垂直地到達(dá)刻面114。例如，根據(jù)上述元件10的原理，可以制造彎曲波導(dǎo)。例如，參考圖26b的分解圖，梯形或類似形狀的層可以彼此堆疊，使得它們的表面117基本交疊，且它們的端部119形成斜刻面114。這樣光(通過波導(dǎo))在所述層中傳播，并經(jīng)過端部119從所述層出射。元件110可以與任意上述光學(xué)尺寸調(diào)整元件光學(xué)耦合，以提供兩個(gè)維度的光學(xué)尺寸調(diào)整。例如，元件110可以代替裝置30中的元件34和裝置200中的元件234。圖27a-b示意性地示出了元件234的另一個(gè)優(yōu)選制作工藝。該實(shí)施例中，元件234通過如下操作處理在其中形成波導(dǎo)233之前交替堆疊高折射率材料和低折射率材料薄層以形成堆疊231。接著，在堆疊231中執(zhí)行傾斜切割以形成斜刻面242。一旦制備了刻面242，通過貫穿其蝕刻凹槽235，在堆疊231中形成各個(gè)波導(dǎo)233。為避免太深的蝕刻，該工藝可以成批處理，比方說，幾十或幾百層地處理，由此一批一批地蝕刻凹槽。這樣，制作工藝優(yōu)選地包括4個(gè)步驟，其中在笫一步驟中，準(zhǔn)備成批的堆疊的層，在第二步驟中，這些批被蝕刻，以在其中形成凹槽，在笫三步驟中，這些批被相互堆疊，且在笫四步驟中，批的堆疊沿著斜線被切割以形成斜刻面242。在每個(gè)層的波導(dǎo)之間隔開的凹槽235，可以填充以填充材料，該填充材料的折射率小于波導(dǎo)(高折射率材料)的折射率。如有需要，填充材料和波導(dǎo)的折射率之間的差優(yōu)選地大(例如約0.1或更多)，從而提供在元件234的輸出處的寬視野。填充材料優(yōu)選地具有高的光吸收屬性以減少散射光。這種材料的代表性實(shí)例包括但不限于添加到低折射率聚合物的黑色色調(diào)。備選地，凹槽235可以保持未處理，在這種情況下波導(dǎo)由空氣隔離。此后提供用于裝置200的一個(gè)附加制造工藝(見圖29a-e，如下)。參考圖27c-h，它們是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)示范性實(shí)施例的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)224的示意圖。如所陳述的，除了由元件232提供的光學(xué)尺寸調(diào)整之外，或作為其替代，結(jié)構(gòu)224用于擴(kuò)展經(jīng)過其中的光束。這樣，在采用結(jié)構(gòu)224的優(yōu)選實(shí)施例中，裝置200可以包括也可以不包括光學(xué)尺寸調(diào)整元件232。參考圖27c-e，在圖27c所示的優(yōu)選實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)224包括圖形化的層的堆疊；在圖27d所示的優(yōu)選實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)224包括圖形化的并且形成有凹槽的引導(dǎo)材料塊；在圖27e-f所示的優(yōu)選實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)224包括擴(kuò)展布置的帶狀波導(dǎo)的疊層，類似于光學(xué)尺寸調(diào)整元件10的構(gòu)造和操作。為減小元件234和結(jié)構(gòu)224之間的界面處的反射，抗反射涂層或折射率匹配材料254可以添加在刻面242和結(jié)構(gòu)224之間。后一種實(shí)施例(圖27e-f)中，元件234和結(jié)構(gòu)224的形狀和材料優(yōu)選地經(jīng)過選擇，使得被引導(dǎo)的光朝向刻面242的內(nèi)側(cè)275彎曲，而散射的非引導(dǎo)的光繼續(xù)在它原方向傳播，以某一角度照射到刻面242的內(nèi)側(cè)275上，該角度是上述全內(nèi)反射的臨界角度。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)非引導(dǎo)光不從刻面242發(fā)射時(shí)，由于非引導(dǎo)光，裝置200對(duì)于對(duì)比度下降較不敏感。這樣，根據(jù)本發(fā)明的本優(yōu)選實(shí)施例，散射的光不從刻面242發(fā)射。另一個(gè)實(shí)施例中，和元件234的波導(dǎo)折射率相比，結(jié)構(gòu)224的波導(dǎo)具有高的折射率。這樣，元件224處的縱橫比(包層寬度比厚度)可以靈活設(shè)置。圖27f中所示的元件234，包括芯材料層和包層材料層。淀積且不被蝕刻，可以制作比芯層薄得多的包層。圖27e所示的實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)224由相對(duì)厚的層構(gòu)成，具有寬芯層和相對(duì)寬的包層阻擋層。因?yàn)樘陌鼘幼钃鯇釉诤駥又泻茈y制作，優(yōu)選地，增加波導(dǎo)(和阻擋層)的寬度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，元件234和結(jié)構(gòu)224的空間和光學(xué)參數(shù)被選擇成滿足Snell定律。具體而言，^sine!=#2sine2且《/《-sin(p"sinq)2，其中^、#2分別是234和結(jié)構(gòu)224的波導(dǎo)的折射率，《、《分別是元件234的層的厚度和結(jié)構(gòu)224的層的寬度。％是刻面234的傾斜角度化。q)2是結(jié)構(gòu)224的波導(dǎo)的彎曲角度，0i-90。-化。且92=90。-(p2。作為數(shù)值示例，對(duì)于^=1.50，qh-5.7。，A=1.7，！^和^之間的比率《/《=4.8。當(dāng)元件234的波導(dǎo)由凹槽(不是在各個(gè)層上形成，見圖27a-b及所附描述)隔開時(shí)，結(jié)構(gòu)224優(yōu)選地使用相同的技術(shù)制作。本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于它可以減小元件234和結(jié)構(gòu)2"之間界面處的光學(xué)損耗。此外，蝕刻技術(shù)的使用維持了高折射率對(duì)比。這樣，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，結(jié)構(gòu)224被制作并在蝕刻前附著到疊層231(見圖27a-b)。此后，疊層231和結(jié)構(gòu)224被蝕刻以形成凹槽。在結(jié)構(gòu)224中，在其包層之間引導(dǎo)低的空間模式(垂直于凹槽)，且在凹槽之間引導(dǎo)高的空間模式。圖27g-h所示的實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)224包括層258的疊層256，層258包括高折射率的區(qū)域252和低折射率的區(qū)域253。所述區(qū)域可以是立方形的或具有任意其他幾何形狀。光通過區(qū)域252、基本垂直于層258傳播。結(jié)構(gòu)224的下層(所示的層258a)是高折射率立方體陣列，由反射鏡260(例如，TIR反射鏡)終止，該反射鏡優(yōu)選地但不是必須地彎曲，用于增強(qiáng)結(jié)構(gòu)224的光束發(fā)散。結(jié)構(gòu)224的其他層258的區(qū)域252優(yōu)選地大于層258a的區(qū)域252，用于減小對(duì)準(zhǔn)容差要求。當(dāng)反射鏡使用金屬形成或覆蓋有金屬時(shí)，元件234和結(jié)構(gòu)224之間的空間優(yōu)選地填充以低折射率填充材料，用于減小背反射和光束發(fā)散。在結(jié)構(gòu)224的層中，區(qū)域252之間的空間可以填充以吸收黑色的材料以減小散射光和改善顯示對(duì)比度。元件234和結(jié)構(gòu)224之間的光學(xué)耦合也可以通過在元件234內(nèi)提供具有傾斜端部的波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)(見圖27h)。現(xiàn)在參考圖28a-c，它們是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中裝置200的層的頂視圖(圖28a-b)和側(cè)視圖(圖28c)的示意圖，該實(shí)施例中所述層是低重量層。圖28a是一個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件(元件232、元件234或在元件232和234具有共同的層的實(shí)施例中為它們二者)的層202的頂視圖。如圖28a所示，波導(dǎo)16僅在它們的端部262部分地漸細(xì)，而沿其大部分長(zhǎng)度橫截面保持基本不變。根據(jù)本發(fā)明的本優(yōu)選實(shí)施例，波導(dǎo)16覆蓋有較低折射率包層材料(未示出，見圖28c)的薄層264且剩余的空間可以保留基本為空的。這種配置允許每個(gè)層的重量的減小因此也允許裝置200的重量的減小。用于構(gòu)造目的，支撐構(gòu)件260優(yōu)選地位于波導(dǎo)16之間，以維持每層的平面形狀并防止層的倒塌。支撐構(gòu)件260可以由短片段的波導(dǎo)制成，該波導(dǎo)與整個(gè)波導(dǎo)平行制作。構(gòu)件260可以具有任意幾^f可形狀(例如，立方形)。圖28b是擴(kuò)展結(jié)構(gòu)224的層258的頂視圖。與層202的類似的方法，結(jié)構(gòu)224的高折射率區(qū)域252可以空間分開以減小結(jié)構(gòu)224的每層的重量。支撐構(gòu)件260可以位于區(qū)域252之間以維持結(jié)構(gòu)224的每層的平面形狀并防止倒塌。圖28c是層202或258的側(cè)視圖，示出了位于相鄰光發(fā)射元件(波導(dǎo)16或高折射率區(qū)域252)之間的構(gòu)件260。圖28c中還示出了每個(gè)獨(dú)立層的優(yōu)選構(gòu)造，其中光發(fā)射元件在底部包層266上形成并被頂部包層264覆蓋。減小裝置200的總重量的另一個(gè)方法是通過制作具有如上面圖21中所示的周邊邊界的形狀的層，最小化每一層上的空的區(qū)域。現(xiàn)在參考圖29a-e,它們是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)示范性實(shí)施例，用于制造裝置200的優(yōu)選的折疊技術(shù)的示意圖。折疊技術(shù)在優(yōu)選地制作矩形層的應(yīng)用(例如，以有利于層的大批量生產(chǎn))中是有優(yōu)點(diǎn)?？梢圆捎迷撜郫B技術(shù)，用于制作裝置200的任意部分。具體而言，可以采用該折疊技術(shù)，用于制作提供一個(gè)維度或兩個(gè)維度的光學(xué)尺寸調(diào)整的元件。圖29a-e所示的代表性實(shí)例中，采用折疊技術(shù)，用于制造在兩個(gè)維度中提供光學(xué)尺寸調(diào)整的光學(xué)元件，由此每一層中波導(dǎo)的擴(kuò)展布置提供笫一維度中的光學(xué)尺寸調(diào)整，且部分重疊的光學(xué)布置提供第二維度中的光學(xué)尺寸調(diào)整。如上所述，裝置200的所述層優(yōu)選地由柔性聚合物形成。此外，所述層優(yōu)選地制備得足夠薄以允許它們的折疊。一旦矩形層形成，它被折疊以形成約90°的預(yù)定角度(具有聚合物波導(dǎo)允許的曲率半徑，從而不增加彎曲損耗)。折疊的層由此包括波導(dǎo)的擴(kuò)展布置，由此輸入?yún)^(qū)域小于輸出區(qū)域。一種具有輸入?yún)^(qū)域273和輸出區(qū)域271的折疊的層270的代表性實(shí)例在圖29a中示出，制造過程的選擇步驟在圖29a-d中示出。圖29a-d中示出的是一個(gè)折疊層270(見圖29a)，它具有輸入波導(dǎo)280和輸出波導(dǎo)276以及附加層272(圖29b)，該附加層添加到折疊層270，使得層272的輸出波導(dǎo)274對(duì)準(zhǔn)到層270的輸出波導(dǎo)276(見圖29c)。層272然后被折疊(圖29d)，使得層272的輸入波導(dǎo)278對(duì)準(zhǔn)層270的輸入波導(dǎo)280。得出的層的部分重疊的布置的頂視圖在圖29e中示意性示出，該圖示出了暴露的區(qū)域22和交疊區(qū)域218。應(yīng)當(dāng)理解，上述制造工藝也可以以相反的順序?qū)嵤?。該?shí)施例中，層270的輸入波導(dǎo)280首先被對(duì)準(zhǔn)，此后層272的輸出波導(dǎo)274被對(duì)準(zhǔn)。圖30a-b是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)示范性實(shí)施例，用于制造4個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件的模擬工藝的示意圖。圖30a示出了層300的頂視圖，這些層可用于形成4個(gè)光學(xué)元件。一旦制備了層300，它們被堆疊并沿著垂直路徑306切割以形成層的兩個(gè)疊層302(見圖30b)。接著，疊層302可以沿著傾斜路徑304被切割?，F(xiàn)在參考圖31，它是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的裝置200的示意圖，其中裝置200從多個(gè)源接收光。圖31所示的代表性實(shí)例中，裝置200從4個(gè)光源(未示出)接收光學(xué)輸入。裝置200包括兩個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件，由132a和132b表示，都用作裝置200中的發(fā)射元件，以及一個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件，由134表示，用作裝置200中的接收元件。元件134包括傾斜的或梯田的刻面242，并與兩個(gè)元件132a和131b都光學(xué)耦合。元件132a和132b的原理和操作與上面的元件32a和32b的原理和操作類似，加了必要的變更，耦合到傾斜元件134。兩個(gè)光束進(jìn)入到元件132a和132b的每一個(gè)中(光束310a和311a進(jìn)入元件132a，光束310b和311b進(jìn)入元件132b)。光束從元件132a和132b發(fā)射到元件134，并作為擴(kuò)展光束314共同地從元件134出射?，F(xiàn)在參考圖32a-b，它們是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中裝置200的頂視圖(圖32a)和剖面圖(圖32b)的示意圖，其中裝置200接收多個(gè)(例如兩個(gè)或更多)單色光源形式的光學(xué)輸入，并使用該光學(xué)輸入產(chǎn)生尺寸調(diào)整的彩色光束。圖32b是沿著圖32a中的切割線AA，的剖面圖。例如，如上面進(jìn)一步詳細(xì)描述的，裝置200可用于使用多個(gè)單色圖像提供放大的彩色圖像。圖32a-b所示的代表性實(shí)例中，裝置200包括部分重疊光學(xué)布置中的多個(gè)層320，其形成三個(gè)輸入刻面326a、326b和3"c，以及一個(gè)輸出刻面328，如前面進(jìn)一步詳細(xì)描述的，該輸出平面具有傾斜或梯田形狀。層320可以使用折疊技術(shù)或使用任意其他上述技術(shù)制造。應(yīng)當(dāng)理解，盡管圖32a-b描述了單個(gè)元件(波導(dǎo)堆疊)提供二維光學(xué)尺寸調(diào)整的實(shí)施例，并不意在排除使用兩個(gè)光學(xué)元件(例如，上面的元件132和134)的實(shí)施例?，F(xiàn)在參考圖32a-b，三個(gè)單色光學(xué)輸入322(例如，RGB輸入)從三個(gè)單色圖像源(未示出)發(fā)射到裝置200。裝置200的層"0優(yōu)選地以交替的順序布置，其中每一層的波導(dǎo)根據(jù)一個(gè)單色輸入的平均波長(zhǎng)優(yōu)化。這樣，例如，第一類型的層320a為紅光優(yōu)化、笫二類型的層320b為綠光優(yōu)化，且第三類型的層320c為藍(lán)光優(yōu)化。這些層根據(jù)它們的波長(zhǎng)優(yōu)化耦合到不同的單色光源。每一層使用反射鏡324(例如，TIR反射鏡)或使用上面詳細(xì)說明的任意其他方法將光耦合到裝置200之外。反射鏡也可以為相應(yīng)光學(xué)輸入的平均波長(zhǎng)優(yōu)化。如所陳述的，本實(shí)施例適用于圖像光學(xué)數(shù)據(jù)以及非圖像光學(xué)數(shù)據(jù)。具體而言，如前面進(jìn)一步詳細(xì)描述的，本實(shí)施例可用于提供彩色圖像或?yàn)榱硪粋€(gè)顯示裝置提供彩色背光照明。裝置200的所述層在圖33a-c中更好地示出，圖33a-c示意性地描述了光向?qū)油獾鸟詈?。圖33a-c中示出了層331，它以部分重疊光學(xué)布置的方式布置。每一層以反射鏡333，優(yōu)選地以TIR反射鏡終止，使得在層331內(nèi)傳播的光335被反射鏡333重定向并耦合到所述層之外。取決于反射鏡333的取向，光335可以通過所述層的反射區(qū)域345的自由側(cè)337(見圖33a)出射，或通過反射區(qū)域345的一側(cè)339出射，該側(cè)與相鄰的層(見圖33b-c)接合。這里，圖33a中所示的實(shí)施例被稱為正向光耦合，且圖33b中所示的實(shí)施例被稱為反向光耦合。反向光耦合在所述層具有基本均勻的厚度且裝置200的發(fā)射區(qū)域處的層的整體厚度小(典型地，但不限于，小于10咖，例如，約2mm)的配置中是優(yōu)選的。反向光耦合的優(yōu)勢(shì)在于它較簡(jiǎn)單的制造工藝以及它在反射鏡上簡(jiǎn)單淀積(高反射)蓋層。反射鏡可以在波導(dǎo)的制造過程中或之后制造，或當(dāng)若干或所有的層被層疊時(shí)，它們可以在單個(gè)步驟中制造。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，裝置200包括位于層331上的傾斜方向布置的光透射板341。此外，層331和板341之間的縫隙可以填充以折射率匹配材料343，使得光335基本垂直于板341耦合到裝置200之外。板341在反向光耦合的實(shí)施例中是尤其有用的，該實(shí)施例中背面的粗糙度可能惡化光的外耦合。如上面進(jìn)一步詳細(xì)描述的，通過產(chǎn)生具有兩種不同偏振或兩種不同顏色的兩個(gè)不同的圖像，裝置200和30還可以用于提供三維圖像。對(duì)于兩種不同偏振，裝置200可以類似于圖32構(gòu)造，兩個(gè)光學(xué)輸入處于兩個(gè)不同的偏振(而不是不同顏色)。使用對(duì)于每個(gè)眼睛具有不同偏振的雙目裝置，用戶則可以觀察圖像。另一個(gè)實(shí)施例中，裝置200和30可以用作自動(dòng)立體顯示器。這可以以多于一種的方式完成，如下面參考圖34a-d和35a-c進(jìn)一步詳細(xì)描述。因此，本發(fā)明的各個(gè)示范性實(shí)施例中，裝置200被制造成具有兩個(gè)輸入刻面330和332，每個(gè)接收不同的圖像，所述圖像被設(shè)計(jì)成被用戶的左眼和右眼所觀察。輸出刻面338將到達(dá)輸入330的光學(xué)信息引導(dǎo)進(jìn)入左眼，并將到達(dá)輸入332的光學(xué)信息引導(dǎo)進(jìn)入右眼。參考圖34a-d,裝置200的層可以布置成使得到達(dá)輸入330的光學(xué)信息被引導(dǎo)到左眼，且到達(dá)輸入332的光學(xué)信息引導(dǎo)到右眼。這可以通過不同層的反射鏡334的合適的取向完成，以使輸出光束聚焦到單個(gè)點(diǎn)336，也稱為自動(dòng)立體圖像的"甜點(diǎn)"(sweetspot)(見圖34c)。用戶然后通過將左眼放置在甜點(diǎn)的左邊部分334且將右眼放置在甜點(diǎn)的右邊部分342觀看三維圖像。當(dāng)裝置200是柔性的時(shí)，輸出光束聚焦到光點(diǎn)336可以通過彎曲輸出刻面338實(shí)現(xiàn)，如圖34d所示。后一種實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于甜點(diǎn)的位置可以通過改變刻面338的曲率而改變。參考圖35a-c，裝置200的層可以這樣布置，即，使得波導(dǎo)16具有合適的取向以聚焦輸出光束到光點(diǎn)336。該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，光束取向由波導(dǎo)取向控制，而并不由反射鏡刻面角度控制。取向受控的波導(dǎo)的制造比刻面角度受控的反射鏡的制造簡(jiǎn)單得多。另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，波導(dǎo)取向相同，但是反射鏡取向變化，以將光束反射到所需的方向。圖36示意性地示出了一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中裝置200的視野中的不同光學(xué)區(qū)域，其中裝置200提供兩個(gè)光學(xué)輸出，"左"輸出346和"右"輸出348。如圖36所示，視野一般包括4個(gè)光學(xué)區(qū)域。一個(gè)混合觀察區(qū)域350，其中兩個(gè)輸出組合成二維圖^f象，一個(gè)甜點(diǎn)區(qū)域，其中兩個(gè)輸出組合成三維圖像，以及兩個(gè)單側(cè)區(qū)域352和354，對(duì)它們而言一個(gè)輸出被遮蔽，因此它們僅分別包含另一輸出348和346的二維信息。通過控制輸出場(chǎng)的寬度，區(qū)域352和354可以按需要被尺寸調(diào)整(縮小或放大)?，F(xiàn)在參考圖37a-b，它們示出了一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中一層(圖37a)和得出的視野(圖37b)的示意圖，該實(shí)施例中裝置200提供多個(gè)自動(dòng)立體圖像。如圖所示，指定為通過輸出刻面發(fā)射光的每個(gè)波導(dǎo)16的端部360分裂成多個(gè)波導(dǎo)(本實(shí)例中為三個(gè)波導(dǎo)362a、362b和362c)，每個(gè)都由單獨(dú)的反射鏡(本實(shí)例中為反射鏡364a、364b和364c)終止。這些波導(dǎo)被定向成聚焦光的各部分到不同的甜點(diǎn)(本實(shí)施例中為點(diǎn)366a、366b和366c)上。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，還可以采用本發(fā)明以向多個(gè)方向提供多個(gè)二維圖像。例如，當(dāng)裝置200在顯示裝置中實(shí)現(xiàn)時(shí)，從不同方向觀察顯示器的用戶可以看見不同的圖像。與上面裝置30類似，存在多個(gè)方法使裝置200與光源耦合。如上面進(jìn)一步詳細(xì)描述的(見圖16a)，可以利用耦合器，例如，具有或不具有起偏器的微透鏡，完成耦合。備選地，如上面進(jìn)一步詳細(xì)描述的(見圖16b)，裝置200可以不使用耦合器工作或使用放置在或形成在輸入光學(xué)元件上的微透鏡陣列工作。另一個(gè)實(shí)施例中，如上面進(jìn)一步詳細(xì)描述的，且如圖17所示，使用透鏡或其他聚焦元件，輸入圖像可以聚焦在裝置200上。一個(gè)附加的實(shí)施例中，如上面進(jìn)一步詳細(xì)描述的(圖18a-b)，裝置200和光源之間的耦合是借助一個(gè)或多個(gè)光纖束的。裝置200還可以接收激光束形式的光學(xué)輸入，該激光束可以被投射到裝置200的輸入刻面上。在本專利的壽命內(nèi)，期望相關(guān)的光發(fā)射裝置被發(fā)展，且術(shù)語波導(dǎo)的范圍意在假定包括所有這些新的技術(shù)。基于下面非限制性實(shí)例的檢查，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明的其他目的、優(yōu)點(diǎn)和新的特征將變得顯而易見。此外，上面描述的和下面權(quán)利要求部分要求保護(hù)的本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例和方案中的每一個(gè)在下面的實(shí)例中發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)支持。實(shí)例現(xiàn)在參考下面的實(shí)例，所述實(shí)例與上面的描述一起以非限制性的方式說明了本發(fā)明。實(shí)例1光學(xué)損耗優(yōu)化裝置的透明度受一些損耗機(jī)制的影響(i)裝置中的傳播損耗；(ii)裝置中的彎曲和漸細(xì)損耗；(iii)裝置的光學(xué)元件之間的耦合損耗；以及(iv)界面處的反射損耗。對(duì)于聚合物波導(dǎo)，使用不包含C-H吸收振動(dòng)鍵的聚甲基丙稀酸曱酯(PMMA)和加氖的聚氟丙稀酸甲酯(d-PFMA(deuteratedpolyfluoromethacrylate))材料獲得最4氐的沖艮告的傳播損耗。在可視區(qū)域，對(duì)于體材料來說，已經(jīng)報(bào)告了低于O.001dB/cm的值[L.Hornak，"Polymersforlightwaveandintegratedoptics,，，MarcelDekker，Inc，1992];在X=0.68nm波長(zhǎng)下，對(duì)于多模波導(dǎo)，凈艮道了0.OldB/cm〖Yoshimuraa入,"LowlosspolymericopticalwaveguidesfabricatedwithDeuteratedPolyfluoromethcrylate,"J.LightwaveTech,vol16,1030-1037，1998]，且對(duì)于單模波導(dǎo)，在波長(zhǎng)"1.3pm，報(bào)道了0.05dB/cm[Yeniary"".,"Untra-low-losspolymerwaveguides,，，J.LightwaveTech,vol22,154—158,2004]。這樣，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，波導(dǎo)是聚合物波導(dǎo)，更優(yōu)選地，是P應(yīng)A波導(dǎo)或d-PFMA波導(dǎo)。本發(fā)明的各個(gè)示范性實(shí)施例中的彎曲損耗是由于光與隅角鏡的相互作用。對(duì)于具有空氣包層反射鏡的50x50的多模聚合物波導(dǎo)，報(bào)道了1.2dB的隅角損耗[J-SKimandJ-JKim，"Stackedpolymericmultimodewaveguidearraysfortwo—dimensionalopticalinterconnects,"J.LightwaveTech，vol22，840-844，2004〗。寸氐于0.5dB的更低的損耗也是可獲得的[Ahmad,"Ultracompactcorner-mirrorsandT-branchesinsilicon-on-insulator，"IEEEPhoton.Tech.Lett.,vol.14，65-67，2002]。當(dāng)j吏用半徑為幾個(gè)毫米的波導(dǎo)彎曲而不是隅角鏡時(shí)，損耗可以小于O.1dB。當(dāng)所述裝置用于光擴(kuò)展(例如，圖像的放大)時(shí)，漸細(xì)損耗可以忽略。對(duì)于收縮應(yīng)用，典型的漸細(xì)損耗依賴于輸入光束的模式結(jié)構(gòu)和錐形(taper)長(zhǎng)度；對(duì)于基本輸入模式和幾個(gè)厘米長(zhǎng)的錐形，損耗可以低于O.ldB。這樣，當(dāng)裝置用于光擴(kuò)展時(shí)，錐形可以是臺(tái)階狀的，而對(duì)于收縮應(yīng)用，光滑的錐形是優(yōu)選的以最小化損耗。輸入光源和裝置之間界面處的耦合損耗的程度取決于，用于促進(jìn)所述耦合的光學(xué)布置、波導(dǎo)中芯和包層的比率以及像素的寬度和縫隙的比例(在刻面處沒有像蝕刻的透鏡這樣的聚焦元件的情況下)。當(dāng)波導(dǎo)具有矩形橫截面時(shí)的填充因子高于波導(dǎo)具有圓形橫截面時(shí)的填充因子。通過對(duì)波導(dǎo)的數(shù)值孔徑的明智選擇，裝置的光學(xué)元件之間的耦合程度可以是可忽略地低。尤其是，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，接收光尺寸調(diào)整元件(例如，元件34)的數(shù)值孔徑大于或等于發(fā)射光學(xué)尺寸調(diào)整元件(例如，元件32)的數(shù)值孔徑。通過在裝置30和耦合光源到裝置30的光學(xué)布置之間放置折射率匹配的粘合劑，輸入光源和裝置30之間的反射可以是可忽略地低。對(duì)于裝置的光學(xué)元件之間的反射，情況也是如此。第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件的大刻面的反射由(/7-1)2/(/7+1)2給出，其中/是芯的折射率。該刻面可以涂敷有抗反射涂層以進(jìn)一步減小反射。因?yàn)閾p耗的散射光基本平行于裝置30的大刻面?zhèn)鞑?，裝置對(duì)比度僅輕微地受傳播損耗影響。然而，界面之間耦合處的光損耗和在彎曲處散射的光可減小對(duì)比度，尤其在層的區(qū)域18和20是平行的且位于該層的相對(duì)側(cè)的實(shí)施例中。通過以不均勻方式照射輸入圖像，由于波導(dǎo)的非均勻傳播損耗導(dǎo)致的光學(xué)損耗可以被減小和基本消除(例如，減小到小于20%，更優(yōu)選地，減小到小于10%，比方說，約為其原先值的5%或更小)。例如，參考圖38，輸入圖像382可以失真使得跨過圖像的長(zhǎng)度和寬度有亮度梯度382，以便補(bǔ)償不同的波導(dǎo)損耗。圖39a是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的光學(xué)尺寸調(diào)整元件的一層(例如，層14)的示意圖，其中該層包括光吸收器370，其選擇成改善波導(dǎo)16中傳播的光的對(duì)比度。光吸收器370可以跨過層14放置或位于層14的小區(qū)域中。光吸收器可以是添加到包層材料中的黑色色調(diào)。在區(qū)域18和20是共線的或位于層14的相鄰側(cè)的實(shí)施例中，減小的對(duì)比度的效果是較不明顯的，熟練的技術(shù)人員可能更喜歡不包括光吸收器370。然而，這些實(shí)施例中光吸收器的使用也是可以預(yù)期的。改善對(duì)比度的一個(gè)備選的方法是在波導(dǎo)之間使用輕微吸收的包層。例如，吸收系數(shù)約為1dB/cm的包層可以吸收散射光的全部或大部分，同時(shí)，波導(dǎo)損耗的增加小于0.01dB/cm。當(dāng)傳播損耗不均勻時(shí)，輸出光束可能具有不均勻的亮度。為避免這種效果，可以向較短的波導(dǎo)添加寄生損耗。這可以以多于一種的方法完成。一個(gè)實(shí)施例中，通過減小波導(dǎo)寬度添加寄生損耗，且在另一個(gè)實(shí)施例中，通過減小彎曲半徑添加寄生損耗，且在一個(gè)附加實(shí)施例中，通過向所述層添加彎曲或寄生橫斷(intersected)波導(dǎo)創(chuàng)造寄生損耗。備選地，通過調(diào)整錐形寬度(控制耦合到波導(dǎo)的光量)或錐形長(zhǎng)度(控制錐形的效率[透明度])，與波導(dǎo)的耦合可以被調(diào)整。在均勻面板需要被尺寸調(diào)整的情況下，可以通過向波導(dǎo)分配不同的橫截面而補(bǔ)償波導(dǎo)的不同的損耗。圖39b示意性地示出了一個(gè)實(shí)施例，其中所述層的較長(zhǎng)的波導(dǎo)具有較寬的橫截面，使得更多的光耦合到該較寬的波導(dǎo)以克服它們較高的損耗(由于它們較長(zhǎng)的長(zhǎng)度)。該實(shí)例中，波導(dǎo)向著輸出面板是漸細(xì)的，以在那里獲得相等的寬度。非漸細(xì)的波導(dǎo)也是可以預(yù)期的。90°的波導(dǎo)彎曲也可以使用平滑的彎曲代替。不僅在該層中，而且在層之間，波導(dǎo)可以具有不同的長(zhǎng)度。上層的波導(dǎo)比下層中的波導(dǎo)短。通過為每一層分配不同的波導(dǎo)寬度，在不同層中可以獲得波導(dǎo)相等的透明度。備選地，一個(gè)層中(芯)波導(dǎo)的厚度可以變化，以便為所述層補(bǔ)償不同的波導(dǎo)長(zhǎng)度。在該實(shí)施例中，上層中的波導(dǎo)比下層中的波導(dǎo)薄。實(shí)例2視野優(yōu)化根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，裝置30被設(shè)計(jì)和構(gòu)造，以在預(yù)定的視野提供被尺寸調(diào)整的光。一種為裝置30獲得預(yù)定視野的方法是為光學(xué)元件明智地選擇波導(dǎo)參數(shù)，裝置30從該光學(xué)元件(例如，元件34)輸出光。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，波導(dǎo)折射率和數(shù)值孔徑(YJ.)被選擇成滿足公式乂A-sina-V(/z-/722)，其中和^是芯和包層的折射率，oc是衍射角的一半。對(duì)于以線性漸細(xì)終止的波導(dǎo)，有效數(shù)值孔徑是戊^/見其中V是漸細(xì)放大率[Peliefa厶，見上文]。這樣，可以通過調(diào)整漸細(xì)形狀，即，使用非線性漸細(xì)形狀，選擇有效的視野。尤其是，在不同的方向可以獲得不同的視野。通過選擇在所述層中的第一包層材料，在所述層之間的第二不同的包層材料，可以獲得用于不同方向的不同視野，使得縱向方向(與所述層平行)的視野不同于橫向方向(與所述層基本垂直)的視野。通過在輸出刻面添加漫射屏或通過蝕刻輸出刻面使其漫射，可以放大裝置30的視野。漫射屏也可以構(gòu)造成補(bǔ)償光學(xué)損耗。此外，或備選地，通過增加芯和包層的折射率之間的差A(yù)/可以放大視野。高的A/值可以被選擇用于整個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件，或，備選地，A/7可以以漸變的方式向著輸出刻面增加。例如，逐漸變化的A/可以在這樣的制造過程獲得，其中芯被直接寫入U(xiǎn)V光刻技術(shù)寫入，其中芯相對(duì)于包層的A/是UV曝光時(shí)間的函數(shù)。優(yōu)選地，折射率的增加伴隨著一種散射機(jī)制，例如在芯材料中增加了散射中心或通過向波導(dǎo)增加彎曲的散射。這些散射機(jī)制將較低階模轉(zhuǎn)換成較高階模，因此，利用較高的A"波導(dǎo)的能力保持較高階模。較高階模對(duì)大視野圖案有貢獻(xiàn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，調(diào)整視野的能力可以顯著改善輸出光的亮度?，F(xiàn)在參考圖40，它示出了改善輸出光的亮度的過程。一般而言，這種改善涉及對(duì)來自于光源392的光390的有效收集和裝置30的視野的調(diào)整，使得存在最小或沒有亮度損耗。具體而言，根據(jù)本發(fā)明的本優(yōu)選實(shí)施例，使視野減小量與亮度的預(yù)期減小量相同，使得光390的光學(xué)能量的全部或大部分(比方說至少90%)由輸出光394攜帶。例如，假設(shè)使用具有3dB插入損耗的光學(xué)尺寸調(diào)整裝置，使一個(gè)5"的屏幕被放大成IO"的屏幕。在這種情況下，裝置30的亮度的預(yù)期減小是2x2x2=8。進(jìn)一步假設(shè)裝置30被耦合到光源392，使得光390的120°進(jìn)入裝置30。為消除亮度減小，裝置30的視野被選擇為120/78=42。。本發(fā)明在以下的情形是尤其有用的，其中，例如，為了保持顯示圖像的私密性，希望伴隨屏幕尺寸放大的是視野的減小?，F(xiàn)在參考圖41，它是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中裝置30的示意圖，其中波導(dǎo)16相對(duì)于所述層的端部?jī)A斜(例如，參見圖19)。得出的光學(xué)尺寸調(diào)整元件發(fā)射與輸出刻面成角度6的光394。如圖41所示，本實(shí)施例導(dǎo)致裝置30的視野的調(diào)整。還可以在裝置30的光學(xué)尺寸調(diào)整元件之間的界面處采用視野的調(diào)整，用于增加接收元件處的空間模式。通過改變不同光學(xué)元件的波導(dǎo)之間的相對(duì)取向和/或A/7的值，可以獲得這種調(diào)整。例如，當(dāng)發(fā)射元件的波導(dǎo)(例如元件32)并不平行于接收元件(例如，元件34)的波導(dǎo)，且接收元件的A/7大于發(fā)射元件的A/7時(shí)，在兩個(gè)元件之間的界面處激勵(lì)的更高的空間模式成功地在接收元件中傳播。因此，所述裝置的輸出刻面處的視野增加。通過確立光學(xué)尺寸調(diào)整元件的兩個(gè)波導(dǎo)之間的傾斜的連接，空間模式的增加還可以在光學(xué)尺寸調(diào)整元件中(而不是在兩個(gè)這種元件的界面上)獲得。這里，術(shù)語"約"表示±10%。應(yīng)當(dāng)理解，為清楚起見，在分開的實(shí)施例描述的本發(fā)明的某些特征可以在單個(gè)實(shí)施例中組合。相反，為簡(jiǎn)單起見，在單個(gè)實(shí)施例中描述的本發(fā)明的各個(gè)特征，也可以單獨(dú)地提供或可以以任何合適的子組合方式提供。盡管已經(jīng)結(jié)合本發(fā)明的特定實(shí)施例描述了本發(fā)明，很明顯，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，很多備選、修改和變化是顯而易見的。因此，意在包括落在所附權(quán)利要求的精神和寬泛范圍中的所有這種備選、修改和變化。本說明書中提及的所有出版物、專利和專利申請(qǐng)，此處在本說明書中引用，其全部?jī)?nèi)容作為參考，就某種意義而言，就好像每個(gè)獨(dú)立的出版物、專利或?qū)＠暾?qǐng)?jiān)诖藢ｉT地和獨(dú)立地引用作為參考。此外，本申請(qǐng)中任意參考的引用或標(biāo)識(shí)并不應(yīng)當(dāng)理解成承認(rèn)這種引用在先于本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)中可用。權(quán)利要求1.一種光學(xué)尺寸調(diào)整裝置，包括第一光學(xué)尺寸調(diào)整元件，該第一光學(xué)尺寸調(diào)整元件具有多個(gè)波導(dǎo)，所述多個(gè)波導(dǎo)被設(shè)計(jì)和構(gòu)造成提供第一維度上的光學(xué)尺寸調(diào)整；以及笫二光學(xué)尺寸調(diào)整元件，該笫二光學(xué)尺寸調(diào)整元件具有多個(gè)波導(dǎo)，所述多個(gè)波導(dǎo)被設(shè)計(jì)和構(gòu)造成提供第二維度上的光學(xué)尺寸調(diào)整，所述第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件被耦合到所述笫一光學(xué)尺寸調(diào)整元件，使得從所述第一光學(xué)尺寸調(diào)整元件出射的光進(jìn)入所述第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件，因此在所述第一和所述第二維度上都M寸調(diào)整；其中至少所述第一光學(xué)尺寸調(diào)整元件和笫二光學(xué)尺寸調(diào)整元件之一的所述多個(gè)波導(dǎo)至少是部分漸細(xì)的。2.權(quán)利要求1的光學(xué)尺寸調(diào)整裝置，其中至少所述第一光學(xué)尺寸調(diào)整元件和第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件之一的所述多個(gè)波導(dǎo)以縱向展開布置的方式在基板中形成和/或嵌入到基板中，從而提供所述光學(xué)尺寸調(diào)整。3.—種光學(xué)尺寸調(diào)整裝置，包括第一光學(xué)尺寸調(diào)整元件，該第一光學(xué)尺寸調(diào)整元件具有多個(gè)波導(dǎo)，所述多個(gè)波導(dǎo)被設(shè)計(jì)和構(gòu)造成提供第一維度上的光學(xué)尺寸調(diào)整；以及第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件，該第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件具有多個(gè)波導(dǎo)，所述多個(gè)波導(dǎo)被設(shè)計(jì)和構(gòu)造成提供笫二維度上的光學(xué)尺寸調(diào)整，所述第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件被耦合到所述笫一光學(xué)尺寸調(diào)整元件，使得從所述第一光學(xué)尺寸調(diào)整元件出射的光進(jìn)入所述笫二光學(xué)尺寸調(diào)整元件，因此在所述第一和所述第二維度上都被尺寸調(diào)整；其中至少所述第一光學(xué)尺寸調(diào)整元件和第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件之一的所述多個(gè)波導(dǎo)以縱向展開布置的方式在基板中形成和/或嵌入到基板中，從而提供所述光學(xué)尺寸調(diào)整。4.權(quán)利要求3的光學(xué)尺寸調(diào)整裝置，其中至少所述笫一光學(xué)尺寸調(diào)整元件和第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件之一的所述多個(gè)波導(dǎo)是至少部分漸細(xì)的。5.權(quán)利要求2或3的裝置，其中所述縱向展開布置包括波導(dǎo)層，每一層布置成使得波導(dǎo)從所述層的第一區(qū)域延伸到所述層的第二區(qū)域，由此在所述層中定義了周邊邊界，其中表征所述周邊邊界的長(zhǎng)度在所述第一區(qū)域比在所述第二區(qū)域小，以提供所述光學(xué)尺寸調(diào)整。6.—種光學(xué)尺寸調(diào)整元件，包括形成基板的多個(gè)層，具有第一刻面和比所述第一刻面大的第二刻面，所述多個(gè)層的每一層具有基本平行的波導(dǎo)的布置，所述波導(dǎo)在所述層中形成和/或嵌入到所述層中，并從所述層的第一區(qū)域延伸到所述層的第二區(qū)域，所述多個(gè)層以部分重疊光學(xué)布置的方式布置，由此每一層的第二區(qū)域在所述第二刻面是光學(xué)暴露的，以便提供一個(gè)維度上的光學(xué)尺寸調(diào)整。7.—種光學(xué)尺寸調(diào)整元件，包括由至少一層形成的基板，所述至少一層的每一層具有波導(dǎo)布置，所述波導(dǎo)在所述層中形成和/或嵌入到所述層中，并從所述層的第一區(qū)域延伸到所述層的第二區(qū)域，由此在所述層中定義了周邊邊界，其中表征所述周邊邊界的長(zhǎng)度在所述第一區(qū)域比在所述第二區(qū)域小，以便提供在一個(gè)維度上的光學(xué)尺寸調(diào)整。8.權(quán)利要求6或7的光學(xué)尺寸調(diào)整元件，其中所述多個(gè)波導(dǎo)中的至少一些是至少部分漸細(xì)的。9.權(quán)利要求5、6或7的裝置或光學(xué)尺寸調(diào)整元件，其中所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域位于所述層的相對(duì)側(cè)。10.權(quán)利要求9的裝置或光學(xué)尺寸調(diào)整元件，其中所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域平行。11.權(quán)利要求5或7的裝置或光學(xué)尺寸調(diào)整元件，其中所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域位于所述層的相鄰側(cè)。12.權(quán)利要求ll的裝置或光學(xué)尺寸調(diào)整元件，其中所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域是基本垂直的。13.權(quán)利要求5或7的裝置或光學(xué)尺寸調(diào)整元件，其中所述第一區(qū)域和所述笫二區(qū)域位于所述層的相同一側(cè)。14.權(quán)利要求13的裝置或光學(xué)尺寸調(diào)整元件，其中所述第一區(qū)域和所述笫二區(qū)域基本共線。15.權(quán)利要求1或3的裝置，其中至少所述第一光學(xué)尺寸調(diào)整元件和所述第二尺寸調(diào)整元件之一包括用于提供所述光學(xué)尺寸調(diào)整的傾斜的層。16.權(quán)利要求1或3的裝置，其中至少所述第一光學(xué)尺寸調(diào)整元件和所述第二尺寸調(diào)整元件之一包括用于提供所述光學(xué)尺寸調(diào)整的梯田。17.權(quán)利要求1或3的裝置，其中至少所述光學(xué)尺寸調(diào)整元件之一設(shè)計(jì)和構(gòu)造成，使得所述光在第一方向傳播時(shí)進(jìn)入所述光學(xué)尺寸調(diào)整元件，并在所述第一方向傳播時(shí)從所述光學(xué)尺寸調(diào)整元件出射。18.權(quán)利要求1或3的裝置，其中所述光學(xué)尺寸調(diào)整元件中至少一個(gè)被設(shè)計(jì)和構(gòu)造成，使得所述光在第一方向傳播時(shí)進(jìn)入所述光學(xué)尺寸調(diào)整元件，并在不同于所述笫一方向的第二方向傳播時(shí)從所述光學(xué)尺寸調(diào)整元件出射。19.權(quán)利要求1或3的裝置，其中所述第一光學(xué)尺寸調(diào)整元件和所述第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件每一個(gè)獨(dú)立地包括第一刻面和在尺寸上不同于所述第一刻面的第二刻面，由此，所述多個(gè)波導(dǎo)從所述第一刻面延伸到所述第二刻面。20.權(quán)利要求19的裝置，其中所述第二刻面基本平行于所述第一刻面。21.權(quán)利要求19的裝置，其中所述第二刻面基本垂直于所述第一刻面。22.權(quán)利要求19的裝置，其中所述第二刻面相對(duì)于所述第一刻面是傾斜的。23.權(quán)利要求19的裝置，其中所述第二刻面和所述第一刻面基本共面。24.權(quán)利要求1或3的裝置，其中所述笫一光學(xué)尺寸調(diào)整元件被構(gòu)造和設(shè)計(jì)成從多個(gè)源接收光，并將所述光發(fā)射到所述第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件中。25.權(quán)利要求6或7的光學(xué)尺寸調(diào)整元件，該元件被構(gòu)造和設(shè)計(jì)成從多個(gè)源接收光，并將所述光發(fā)射到所述笫二光學(xué)尺寸調(diào)整元件中。26.權(quán)利要求1或3的裝置，進(jìn)一步包括至少一個(gè)附加光學(xué)尺寸調(diào)整元件，該附加光學(xué)尺寸調(diào)整元件構(gòu)造和設(shè)計(jì)成從至少一個(gè)附加光源接收光，并將所述光發(fā)射到所述第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件中。27.權(quán)利要求26的裝置，其中所述至少一個(gè)附加光源包括單色光源。28.權(quán)利要求24或26的裝置，其中所述第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件被設(shè)計(jì)和構(gòu)造成，向不同的方向發(fā)射來自于不同源的光。29.權(quán)利要求1或3的裝置，其中所述第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件被設(shè)計(jì)和制造成，向多個(gè)方向發(fā)射從所述第一光學(xué)尺寸調(diào)整元件接收的光。30.權(quán)利要求6或7的光學(xué)尺寸調(diào)整元件，該元件被設(shè)計(jì)和構(gòu)造成向多個(gè)方向發(fā)射光。31.權(quán)利要求1或3的裝置，其中所述第一光學(xué)尺寸調(diào)整元件被構(gòu)造和設(shè)計(jì)成從單個(gè)源接收光，并向至少兩個(gè)不同的方向發(fā)射所述光。32.權(quán)利要求6或7的光學(xué)尺寸調(diào)整元件，該元件被構(gòu)造和設(shè)計(jì)成從單個(gè)源接收光，并向至少兩個(gè)不同的方向發(fā)射所述光。33.權(quán)利要求31的裝置，進(jìn)一步包括至少一個(gè)附加光學(xué)尺寸調(diào)整元件，該附加光學(xué)尺寸調(diào)整元件位于所述至少兩個(gè)不同方向之一處，并被構(gòu)造成從所述第一光學(xué)尺寸調(diào)整元件接收光。34.權(quán)利要求1、3、6、7或19的裝置或光學(xué)尺寸調(diào)整元件，進(jìn)一步包括附著到所述第二刻面或在所述第二刻面中蝕刻的漫射層。35.權(quán)利要求1，3,15或16的裝置，其中至少所述第一光學(xué)尺寸調(diào)整元件和所述第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件之一包括展開結(jié)構(gòu)。36.權(quán)利要求35的裝置，其中所述展開結(jié)構(gòu)包括全息光學(xué)元件。37.權(quán)利要求35的裝置，其中所iL艮開結(jié)構(gòu)包括層的堆疊，所述層以高折射率區(qū)域和低折射率區(qū)域交替地圖形化。38.權(quán)利要求35的裝置，其中所述展開結(jié)構(gòu)包括使用凹槽圖形化的層的堆疊。39.權(quán)利要求35的裝置，其中所itJL開結(jié)構(gòu)包括漸細(xì)波導(dǎo)的層的堆疊。40.權(quán)利要求35的裝置，其中所*開結(jié)構(gòu)包括反射鏡。41.權(quán)利要求40的裝置，其中所述反射鏡包括全內(nèi)反射鏡。42.權(quán)利要求40的裝置，其中所述反射鏡涂敷有高反射率涂層。43.權(quán)利要求35的裝置，其中所述擴(kuò)展結(jié)構(gòu)包括布拉格反射鏡。44.權(quán)利要求1或3的裝置，其中所述笫一光學(xué)尺寸調(diào)整元件和所述第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件其中至少一個(gè)包括多個(gè)部分光學(xué)尺寸調(diào)整元件，每個(gè)部分光學(xué)尺寸調(diào)整元件被設(shè)計(jì)和構(gòu)造成，提供相應(yīng)維度上的部分光學(xué)尺寸調(diào)整。45.權(quán)利要求1或3的裝置，其中所述第一光學(xué)尺寸調(diào)整元件和所述第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件其中至少一個(gè)被設(shè)計(jì)和構(gòu)造成使光偏振。46.權(quán)利要求6或7的光學(xué)尺寸調(diào)整元件，該元件被設(shè)計(jì)和構(gòu)造成使光偏振。47.—種光學(xué)尺寸調(diào)整裝置，包括多個(gè)層，該多個(gè)層形成具有第一刻面和第二刻面的基板，所述多個(gè)層以部分重疊光學(xué)布置的方式布置；所述多個(gè)層的每一層具有波導(dǎo)布置，所述波導(dǎo)在所述層中形成和/或嵌入到所述層中，并從所述層的第一區(qū)域延伸到所述層的第二區(qū)域，由此在所述層中定義了周邊邊界，其中表征所述周邊邊界的長(zhǎng)度在所述第一區(qū)域比在所述笫二區(qū)域小，且其中所述第二區(qū)域在所述第二刻面是光學(xué)暴露的。48.權(quán)利要求47的裝置，其中所述第一刻面由所述多個(gè)層的交疊區(qū)域的端部定義。49.權(quán)利要求47的裝置，其中每一層在所述第一刻面是部分暴露的。50.權(quán)利要求47的裝置，其中所述多個(gè)波導(dǎo)中至少一些是至少部分漸細(xì)的。51.權(quán)利要求47的裝置，其中所述多個(gè)層中的至少一些層包含反射鏡，用于將在所述多個(gè)波導(dǎo)中傳播的光重定向到所述層之外。52.權(quán)利要求51的裝置，其中至少一部分所述反射鏡是全內(nèi)反射鏡。53.權(quán)利要求51的裝置，其中至少一部分所述反射鏡是蝕刻的反射鏡。54.權(quán)利要求51的裝置，其中至少一部分所述反射鏡涂敷有高反射率涂層。55.權(quán)利要求51的裝置，其中至少一部分所述反射鏡包含平坦的刻面。56.權(quán)利要求51的裝置，其中至少一部分所述反射鏡包含不平坦的刻面。57.權(quán)利要求47的裝置，其中所述多個(gè)層中的至少一些層包含布拉格反射器，用于將在所述多個(gè)波導(dǎo)中傳播的光重定向到所述層之外。58.權(quán)利要求47的裝置，其中所述多個(gè)層中的至少一些層包含全息光學(xué)元件，用于將在所述多個(gè)波導(dǎo)中傳播的光重定向到所述層之外。59.權(quán)利要求1，3或47的裝置，其特征在于視野選擇得足夠小以基本維持被所述裝置尺寸調(diào)整的光的亮度。60.—種制造光學(xué)尺寸調(diào)整元件的方法，包括(a)在基板上以展開布置的方式形成從所述基板的第一區(qū)域延伸到所述基板的第二區(qū)域的多個(gè)波導(dǎo)，由此提供一層波導(dǎo)；(b)重復(fù)步驟(a)多次，由此提供多個(gè)層；以及(C)堆疊所述多個(gè)層，從而形成由所述多個(gè)層的端部定義的第一刻面，以及由所述多個(gè)層之一的暴露的表面定義的第二刻面；由此制造該光學(xué)尺寸調(diào)整元件。61.權(quán)利要求60所述的方法，進(jìn)一步包括(d)在基板上形成多個(gè)基本平行的波導(dǎo)，所述波導(dǎo)從所述基板的第一區(qū)域延伸到所述基板的笫二區(qū)域，由此提供一層波導(dǎo)；(e)重復(fù)步驟(d)多次，由此提供多個(gè)層；(f)以部分重疊光學(xué)布置的方式堆疊所述多個(gè)層，由此每一層的第二區(qū)域是光學(xué)暴露的，從而形成笫一刻面和第二刻面，所述第二刻面由所述多個(gè)層的光學(xué)暴露部分定義；由此制造第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件；以及(g)光學(xué)耦合所述光學(xué)尺寸調(diào)整元件到所述笫二光學(xué)尺寸調(diào)整元件，從而允許從所述光學(xué)尺寸調(diào)整元件到所述第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件的光的傳播，其中所述光在所述光學(xué)尺寸調(diào)整元件中在第一維度上被尺寸調(diào)整，且在所述第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件中在第二維度上被尺寸調(diào)整。62.—種制造多個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件的方法，包括(a)在基板上形成從所述基板的第一區(qū)域延伸到所述基板的第二區(qū)域的多個(gè)波導(dǎo)，由此提供一層波導(dǎo)；(b)重復(fù)步驟(a)多次，由此提供多個(gè)層；(c)堆疊所述多個(gè)層，從而提供疊層；以及(d)對(duì)所述疊層執(zhí)行至少一次切割，從而提供多個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件。63.—種制造光學(xué)尺寸調(diào)整元件的方法，包括(a)在基板上形成從所述基板的笫一區(qū)域延伸到所述基板的第二區(qū)域的多個(gè)平行波導(dǎo)，由此提供一層波導(dǎo)；(b)重復(fù)步驟(a)多次，由此提供多個(gè)層；以及(c)以部分重疊光學(xué)布置的方式堆疊所述多個(gè)層，由此每一層的第二區(qū)域是光學(xué)暴露的，從而形成第一刻面和第二刻面，所述第二刻面由所述多個(gè)層的光學(xué)暴露部分定義；由此制造該光學(xué)尺寸調(diào)整元件。64.權(quán)利要求60或63所述的方法，進(jìn)一步包括(d)重復(fù)步驟(b)-(c),從而形成第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件；以及(e)光學(xué)耦合所述光學(xué)尺寸調(diào)整元件到所述第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件，從而允許從所述光學(xué)尺寸調(diào)整元件到所述第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件的光的傳播，其中所述光在所述光學(xué)尺寸調(diào)整元件中在第一維度上被尺寸調(diào)整，且在所述第二光學(xué)尺寸調(diào)整元件中在第二維度上被尺寸調(diào)整。65.—種制造光學(xué)尺寸調(diào)整裝置的方法，包括(a)在基板上形成從所述基板的第一區(qū)域延伸到所述基板的第二區(qū)域的多個(gè)波導(dǎo)，由此在所述基板中定義了周邊邊界，其中表征所述周邊邊界的長(zhǎng)度在所述第一區(qū)域比在所述第二區(qū)域??；(b)重復(fù)步驟(a)多次，由此提供多個(gè)層；以及(c)以部分重疊光學(xué)布置的方式堆疊所述多層，由此每一層的第二區(qū)域是光學(xué)暴露的，從而形成第一刻面和笫二刻面，所述第二刻面由所述多個(gè)層的光學(xué)暴露部分定義，由此制造該光學(xué)尺寸調(diào)整元件。66.權(quán)利要求60、62、63或65的方法，其中所述形成所述多個(gè)波導(dǎo)包括形成多個(gè)漸細(xì)波導(dǎo)。67.權(quán)利要求62、63或65的方法，進(jìn)一步包括放置反射鏡，用于將在所述多次波導(dǎo)中傳播的光重定向到所述基板之外。68.權(quán)利要求60、63或65所述的方法，進(jìn)一步包括在所述堆疊所述多個(gè)層的步驟之后，切割所述多個(gè)層，從而形成所述第一刻面和第二刻面其中至少一個(gè)。69.權(quán)利要求68的方法，其中所述切割這樣執(zhí)行使得所述第一刻面和所述第二刻面其中至少一個(gè)是傾斜的。70.權(quán)利要求60、63或65的方法，進(jìn)一步包括在所述堆疊所述多個(gè)層的步驟之前，切割所述多個(gè)層，從而為每一層形成暴露多個(gè)波導(dǎo)端部的層端部。71.權(quán)利要求60、62、63或65的方法，進(jìn)一步包括在所述堆疊所述多個(gè)層的步驟之前，在所述層的至少一部分上淀積起偏器。72.權(quán)利要求60、63或65的方法，進(jìn)一步包括將所述第一刻面和第二刻面其中至少一個(gè)耦合到耦合器。73.權(quán)利要求72的方法，其中所述耦合器包括微透鏡陣列。74.權(quán)利要求60、63或65的方法，進(jìn)一步包括蝕刻所述第一刻面和第二刻面其中至少一個(gè)以在所述刻面上形成微透鏡陣列。75.權(quán)利要求6，47、61、63或65的光學(xué)尺寸調(diào)整裝置、光學(xué)尺寸調(diào)整元件或方法，其中所述多個(gè)層在所述第二刻面是部分暴露的。76.權(quán)利要求2、3、6、7、47、60、63或65的光學(xué)尺寸調(diào)整裝置、光學(xué)尺寸調(diào)整元件或方法，其中所述多個(gè)波導(dǎo)中的至少一些形成平面光路。77.權(quán)利要求2、3、6、7、47、60、63或65的光學(xué)尺寸調(diào)整裝置、光學(xué)尺寸調(diào)整元件或方法，其中所述多個(gè)波導(dǎo)中的至少一些形成光纖陣列。78.權(quán)利要求76的光學(xué)尺寸調(diào)整裝置、光學(xué)尺寸調(diào)整元件或方法，其中所述多個(gè)波導(dǎo)中的至少一些是單模波導(dǎo)。79.權(quán)利要求76的光學(xué)尺寸調(diào)整裝置、光學(xué)尺寸調(diào)整元件或方法，其中所述多個(gè)波導(dǎo)中的至少一些是多模波導(dǎo)。80.權(quán)利要求76的光學(xué)尺寸調(diào)整裝置或光學(xué)尺寸調(diào)整元件，進(jìn)一步包括在所述波導(dǎo)的芯之間引入的光吸收器。81.權(quán)利要求2、3、6、7、47、60、63或65的光學(xué)尺寸調(diào)整裝置、光學(xué)尺寸調(diào)整元件或方法，其中所述多個(gè)波導(dǎo)中的至少一些包括芯和包層，所述芯具有比所述包層高的折射率。82.權(quán)利要求2、3、6、7、47、60、63或65的光學(xué)尺寸調(diào)整裝置、光學(xué)尺寸調(diào)整元件或方法，其中所述多個(gè)波導(dǎo)中的至少一些包括光子帶隙材料。83.權(quán)利要求2、3、6、7或47的光學(xué)尺寸調(diào)整裝置或光學(xué)尺寸調(diào)整元件，進(jìn)一步包括微透鏡陣列，用于將光耦合到所述光學(xué)尺寸調(diào)整裝置或光學(xué)尺寸調(diào)整元件中。84.權(quán)利要求2、3、6、7或47的光學(xué)尺寸調(diào)整裝置或光學(xué)尺寸調(diào)整元件，進(jìn)一步包括至少一個(gè)光纖束，用于將光耦合到所述光學(xué)尺寸調(diào)整裝置或光學(xué)尺寸調(diào)整元件中。85.權(quán)利要求l、4、8、39、50或66的光學(xué)尺寸調(diào)整裝置、光學(xué)尺寸調(diào)整元件或方法，其中所述漸細(xì)的特征在于平滑的輪廓。86.權(quán)利要求l、4、8、39、50或66的光學(xué)尺寸調(diào)整裝置、光學(xué)尺寸調(diào)整元件或方法，其中所述漸細(xì)的特征在于基本臺(tái)階狀的輪廓。87.權(quán)利要求1、3、6、7或47的光學(xué)尺寸調(diào)整裝置或光學(xué)尺寸調(diào)整元件，該裝置或元件是柔性的。88.權(quán)利要求1、3、6、7或47的光學(xué)尺寸調(diào)整裝置或光學(xué)尺寸調(diào)整元件，該裝置或元件是可折疊的。89.權(quán)利要求1、3、6、7或47的光學(xué)尺寸調(diào)整裝置或光學(xué)尺寸調(diào)整元件，該裝置或元件用作顯示系統(tǒng)中的部件。90.權(quán)利要求1、3、6、7或47的光學(xué)尺寸調(diào)整裝置或光學(xué)尺寸調(diào)整元件，該裝置或元件用作自動(dòng)立體顯示系統(tǒng)中的部件。91.一種調(diào)整光斑尺寸的方法，包括，通過前面權(quán)利要求其中任意一個(gè)的光學(xué)尺寸調(diào)整裝置傳送光。92.權(quán)利要求91的方法，進(jìn)一步包括使所述光斑失真，以便跨過其提供亮度梯度，由此補(bǔ)償不均勻的光學(xué)損耗。93.權(quán)利要求91所述的方法，其中所述光組成圖像。94.權(quán)利要求93所述的方法，進(jìn)一步包括使所述圖像失真，以便跨過其提供亮度梯度，由此補(bǔ)償不均勻的光學(xué)損耗。全文摘要公開了一種光學(xué)尺寸調(diào)整裝置。所述裝置包括形成基板的多個(gè)層，所述基板具有第一刻面和第二刻面。所述多個(gè)層的每一層具有在該層中形成的和/或嵌入到該層中的波導(dǎo)布置。在一個(gè)實(shí)施例中，所述層以部分重疊光學(xué)布置的方式布置，使得每一層在所述第二刻面具有光學(xué)暴露的區(qū)域。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述裝置包括兩個(gè)光學(xué)尺寸調(diào)整元件，每一個(gè)都被配置成提供一個(gè)維度的光學(xué)擴(kuò)展或收縮，使得在裝置中傳播的光經(jīng)歷二維的光學(xué)尺寸調(diào)整。文檔編號(hào)G02B6/06GK101124497SQ200580048310公開日2008年2月13日申請(qǐng)日期2005年12月14日優(yōu)先權(quán)日2004年12月14日發(fā)明者Y·沙尼申請(qǐng)人:Oms顯示器有限公司