本公開(kāi)案的實(shí)施例一般相關(guān)于光學(xué)裝置。更具體地，本文描述的實(shí)施例提供了修改和工程化光學(xué)裝置基板的有效厚度的方法。現(xiàn)有技術(shù)的描述虛擬現(xiàn)實(shí)通常被認(rèn)為是計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的仿真環(huán)境，其中使用者具有明顯的物理存在。虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)可以3d形式產(chǎn)生并通過(guò)頭戴式顯示器(hmd)觀看，例如眼鏡或其他具有近眼顯示面板作為光學(xué)裝置的可穿戴顯示設(shè)備，以顯示替代真實(shí)環(huán)境的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境。然而，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)實(shí)現(xiàn)了一種體驗(yàn)，其中使用者仍然可通過(guò)眼鏡或其他hmd裝置的光學(xué)裝置來(lái)觀看周圍環(huán)境，還可看到為顯示而產(chǎn)生并呈現(xiàn)為環(huán)境的一部分的虛擬對(duì)象的圖像。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)可包括任何類型的輸入，例如音頻和觸覺(jué)輸入，以及加強(qiáng)或增強(qiáng)使用者體驗(yàn)的環(huán)境的虛擬圖像、圖形、和圖像。作為新興技術(shù)，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)存在許多挑戰(zhàn)和設(shè)計(jì)限制。具體地，保持光學(xué)裝置的顏色均勻性和高耦合效率可能具有挑戰(zhàn)性。顏色均勻性和耦合效率相關(guān)于光學(xué)裝置內(nèi)不同光路之間的光學(xué)干涉。據(jù)此，本領(lǐng)域需要的是調(diào)制光學(xué)干涉的提升方法，以加強(qiáng)到輸出耦合器的光耦合效率并優(yōu)化跨視場(chǎng)的效率。

背景技術(shù)：

0、背景

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、在一個(gè)實(shí)施例中，提供光學(xué)裝置。光學(xué)裝置包括：基板，所述基板具有由所述基板的頂部表面及所述基板的底部表面限定的基板厚度分布。所述基板厚度分布沿著平行于所述頂部表面的第一長(zhǎng)度及垂直于所述第一長(zhǎng)度的第二長(zhǎng)度變化。光學(xué)裝置進(jìn)一步包括：系數(shù)匹配層，所述系數(shù)匹配層設(shè)置于所述基板的所述底部表面上，所述系數(shù)匹配層具有由所述系數(shù)匹配層的外部表面及所述基板的所述底部表面限定的工程化厚度分布。所述工程化厚度分布沿著所述第一長(zhǎng)度及垂直于所述第一長(zhǎng)度的所述第二長(zhǎng)度變化。光學(xué)裝置進(jìn)一步包括：多個(gè)光學(xué)裝置結(jié)構(gòu)，在所述基板的所述頂部表面上形成所述多個(gè)光學(xué)裝置結(jié)構(gòu)；低系數(shù)層，所述低系數(shù)層設(shè)置于所述多個(gè)光學(xué)裝置結(jié)構(gòu)上方；及抗反射層，所述抗反射層設(shè)置于所述系數(shù)匹配層的所述外部表面上方。

2、在另一實(shí)施例中，提供在光學(xué)裝置中形成設(shè)計(jì)厚度分布的方法。所述方法包括：測(cè)量基板的基板厚度分布，由所述基板的頂部表面及所述基板的底部表面之間沿著平行于所述頂部表面的第一長(zhǎng)度及垂直于所述第一長(zhǎng)度的第二長(zhǎng)度的距離來(lái)限定所述基板厚度分布；在所述基板的所述底部表面上設(shè)置系數(shù)匹配層；及蝕刻所述系數(shù)匹配層以具有工程化厚度分布以形成設(shè)計(jì)厚度分布。由所述工程化厚度分布及所述基板厚度分布來(lái)限定所述設(shè)計(jì)厚度分布，且所述設(shè)計(jì)厚度分布沿著所述第一長(zhǎng)度及所述第二長(zhǎng)度變化。

3、在又一實(shí)施例中，提供在光學(xué)裝置中形成設(shè)計(jì)厚度分布的方法。所述方法包括：測(cè)量基板的基板厚度分布，由所述基板的頂部表面及所述基板的底部表面之間沿著平行于所述頂部表面的第一長(zhǎng)度及垂直于所述第一長(zhǎng)度的第二長(zhǎng)度的距離來(lái)限定所述基板厚度分布；跨所述基板的所述底部表面從所述基板厚度分布產(chǎn)生相位圖；測(cè)量設(shè)置于所述基板的所述頂部表面上的多個(gè)光學(xué)裝置結(jié)構(gòu)的相鄰光學(xué)裝置結(jié)構(gòu)之間的節(jié)距的非均勻性；通過(guò)從對(duì)應(yīng)于要在所述光學(xué)裝置的每個(gè)位置處形成的相位的設(shè)計(jì)相位圖減去所述相位圖和所述節(jié)距的非均勻性來(lái)產(chǎn)生工程化相位剖面；及將所述工程化相位剖面轉(zhuǎn)換成工程化厚度分布。所述方法進(jìn)一步包括：在所述基板的所述底部表面上設(shè)置系數(shù)匹配層以具有所述工程化厚度分布以形成設(shè)計(jì)厚度分布。由所述工程化厚度分布及所述基板厚度分布來(lái)限定所述設(shè)計(jì)厚度分布，且所述設(shè)計(jì)厚度分布沿著所述第一長(zhǎng)度及所述第二長(zhǎng)度變化。

技術(shù)特征：

1.一種光學(xué)裝置，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其中所述基板具有第一折射率且所述系數(shù)匹配層具有第二折射率，其中所述第二折射率實(shí)質(zhì)匹配所述第一折射率。

3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其中所述工程化厚度分布在平行于所述頂部表面的第一方向上及垂直于所述第一方向的第二方向上變化。

4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其中所述抗反射層包括兩個(gè)或更多個(gè)材料堆疊層。

5.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)裝置，其中所述抗反射層包括交替的低系數(shù)層及高系數(shù)層，其中所述低系數(shù)層具有約1.4及約1.7之間的折射率且所述高系數(shù)層具有大于約2.0的折射率。

6.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其中所述低系數(shù)層具有約1.4至約1.7的折射率。

7.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其中所述低系數(shù)層為氧化硅材料。

8.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其中所述多個(gè)光學(xué)裝置結(jié)構(gòu)相對(duì)于所述基板的所述底部表面成角度。

9.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其中所述系數(shù)匹配層為聚合物材料或基于納米顆粒的材料。

10.一種在光學(xué)裝置中形成設(shè)計(jì)厚度分布的方法，包括：

11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述蝕刻包括以下至少一者：離子注入、離子束蝕刻(ibe)、反應(yīng)離子蝕刻(rie)、定向rie、等離子體蝕刻、和熱原子層蝕刻。

12.如權(quán)利要求10所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括：在所述系數(shù)匹配層上方設(shè)置抗反射層。

13.如權(quán)利要求10所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括：在設(shè)置于所述基板的所述頂部表面上的多個(gè)光學(xué)裝置上方設(shè)置低系數(shù)層。

14.一種在光學(xué)裝置中形成設(shè)計(jì)厚度分布的方法，包括：

15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述系數(shù)匹配層經(jīng)由噴墨印刷處理設(shè)置以具有所述工程化厚度分布。

16.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述基板具有第一折射率且所述系數(shù)匹配層具有第二折射率，其中所述第二折射率實(shí)質(zhì)匹配所述第一折射率。

17.如權(quán)利要求14所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括：在設(shè)置所述系數(shù)匹配層之前從所述基板的所述底部表面移除抗反射層。

18.如權(quán)利要求17所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括：經(jīng)由ald處理在所述系數(shù)匹配層的外部表面上方設(shè)置所述抗反射層。

19.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述抗反射層包括兩個(gè)或更多個(gè)材料堆疊層。

20.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述抗反射層包括交替的低系數(shù)層及高系數(shù)層，其中所述低系數(shù)層具有約1.4及約1.7之間的折射率且所述高系數(shù)層具有大于約2.0的折射率。

技術(shù)總結(jié)
本公開(kāi)案的實(shí)施例一般相關(guān)于修改和工程化光學(xué)裝置基板的有效厚度的方法。所述方法提供沉積與基板系數(shù)匹配的材料以變更光學(xué)裝置的厚度分布。通過(guò)調(diào)整厚度分布，調(diào)制光的光路以將光引導(dǎo)至輸出耦合光柵。

技術(shù)研發(fā)人員：傅晉欣,盧多維克·葛德特
受保護(hù)的技術(shù)使用者：應(yīng)用材料公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6