本技術(shù)涉及光學(xué)元件的，尤其是涉及一種光波導(dǎo)鏡片。

背景技術(shù)：

1、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，即ar技術(shù)，是在展示真實(shí)場(chǎng)景的同時(shí)，通過(guò)圖像、視頻、3d模型等技術(shù)為用戶(hù)提供虛擬信息，實(shí)現(xiàn)將虛擬信息與現(xiàn)實(shí)世界巧妙地相互融合，屬于下一個(gè)信息技術(shù)的引爆點(diǎn)，而增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡可能會(huì)取代手機(jī)成為下一代的協(xié)作計(jì)算平臺(tái)。在眾多ar光學(xué)顯示方案中，浮雕光柵波導(dǎo)為使用浮雕光柵（srg）代替?zhèn)鹘y(tǒng)的折反射光學(xué)器件（roe）作為光波導(dǎo)方案中耦入、耦出和出瞳擴(kuò)展器件，因其優(yōu)異的性能被認(rèn)為是最有希望成為消費(fèi)級(jí)ar眼鏡產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)方案?，F(xiàn)有的光波導(dǎo)鏡片主要采用高折射率玻璃作為光波導(dǎo)片、并疊加保護(hù)光柵結(jié)構(gòu)的cover玻璃，以降低外界因素對(duì)光柵結(jié)構(gòu)的影響，進(jìn)而延長(zhǎng)光波導(dǎo)鏡片的使用壽命。但是這種多層高折射率玻璃疊加、同時(shí)外附光機(jī)電路的方式，使得ar眼鏡較為笨重，影響用戶(hù)長(zhǎng)期佩戴下的體驗(yàn)感。因此，為了降低ar眼鏡的體積和重量，目前主要通過(guò)減薄光波導(dǎo)鏡片的厚度、或者將cover玻璃改為樹(shù)脂材料的方式，達(dá)到減重減薄目的。

2、目前，cover玻璃+光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)+cover玻璃鏡片的光波導(dǎo)鏡片方案是通過(guò)疊合的方式將多層高折射率玻璃片組合在一起，高折射率玻璃的厚度約為0.5~1.0mm，cover玻璃和光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)之間有50~100μmm左右的空氣間隙，以保證光線傳播所需要的全發(fā)射條件。這種結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致整體鏡片較厚，佩戴體驗(yàn)感較差，通過(guò)減小cover玻璃或者波導(dǎo)層的厚度可以減輕整體鏡片的厚度，但是超薄又會(huì)導(dǎo)致鏡片機(jī)械強(qiáng)度降低，存在一定的安全隱患。在此基礎(chǔ)上，本申請(qǐng)人日前提出，在碳化硅光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的上下兩面涂覆低折射率樹(shù)脂材料的方案，可以利用碳化硅較大的折射率實(shí)現(xiàn)單片全彩功能，以此取代cover玻璃，該鏡片結(jié)構(gòu)對(duì)于減輕波導(dǎo)的重量有重要意義。此外在碳化硅波導(dǎo)的上下表面涂覆低折射率的樹(shù)脂材料，可以在不破壞全反射條件的同時(shí)對(duì)波導(dǎo)進(jìn)行保護(hù)，但是由于樹(shù)脂材料屬于有機(jī)物，對(duì)于光照、溫度、濕度等物理?xiàng)l件敏感，長(zhǎng)期佩戴會(huì)存在穩(wěn)定性降低、鏡片表面變色等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型要解決的問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足而提供一種光波導(dǎo)鏡片，其通過(guò)低折射率玻璃+碳化硅光波導(dǎo)片+低折射率玻璃、并在空氣間隙填充低折射率光學(xué)鍍膜材料的光波導(dǎo)鏡片方案，解決了現(xiàn)有的減薄cover玻璃方式導(dǎo)致的鏡片機(jī)械強(qiáng)度低、以及將cover玻璃替換為樹(shù)脂材料方式導(dǎo)致的鏡片穩(wěn)定性差的問(wèn)題，在保證全彩成像的同時(shí)，具有輕薄的優(yōu)點(diǎn)。

2、本實(shí)用新型的上述實(shí)用新型目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

3、一種光波導(dǎo)鏡片，包括至少兩個(gè)玻璃基底、設(shè)置于相鄰兩個(gè)玻璃基底之間的光波導(dǎo)片、設(shè)置于所述光波導(dǎo)片的至少一個(gè)表面的光柵結(jié)構(gòu)、以及嵌設(shè)于所述光柵結(jié)構(gòu)的光柵間隙的鍍膜層，所述玻璃基底由低折射率玻璃組成，所述光波導(dǎo)片和光柵結(jié)構(gòu)由碳化硅組成，所述鍍膜層由低折射率光學(xué)鍍膜材料組成，且所述鍍膜層和光柵結(jié)構(gòu)的外側(cè)表面近似的處于同一平面上、和/或所述鍍膜層遮蓋所述光柵結(jié)構(gòu)的外側(cè)表面。

4、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，光波導(dǎo)片優(yōu)選采用鍵合的方式設(shè)置于相鄰兩個(gè)玻璃基底之間，利用低折射率玻璃代替原先的低折射率樹(shù)脂材料，不僅將玻璃基底減薄至50~100μm而不影響鏡片機(jī)械強(qiáng)度，還能直接消除原先樹(shù)脂材料存在的穩(wěn)定性差、黃化等問(wèn)題；同時(shí)，在光柵結(jié)構(gòu)的光柵間隙處填充低折射率光學(xué)鍍膜材料，能進(jìn)一步減小彩虹紋，同時(shí)填充鍍膜層后的光柵結(jié)構(gòu)表面平整，有利于提高層間鍵合的穩(wěn)定性；通過(guò)采用上述結(jié)構(gòu)，通過(guò)彼此交錯(cuò)地設(shè)置低折射率玻璃和碳化硅光波導(dǎo)片，并在空氣間隙填充低折射率光學(xué)鍍膜材料，由此得到的光波導(dǎo)鏡片，在保證全彩成像的同時(shí)，具有輕薄、機(jī)械強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。

5、本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述玻璃基底的折射率為1.40~1.60。

6、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，能保證鏡片輕薄的優(yōu)點(diǎn)。

7、本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述玻璃基底的厚度為50~100μm。

8、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，能保證鏡片輕薄的優(yōu)點(diǎn)。

9、本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述玻璃基底的低折射率玻璃為光學(xué)玻璃或石英片。

10、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，光學(xué)玻璃或石英片均在可見(jiàn)光波段透光，且為了提高透過(guò)率和其他光學(xué)性能，光學(xué)玻璃或石英片可以是附帶功能層的片狀結(jié)構(gòu)，非限定地例如在低折射率玻璃表面蒸鍍抗反射層。

11、本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述光波導(dǎo)片和光柵結(jié)構(gòu)的折射率為為2.60~2.70。

12、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，能保證鏡片輕薄、機(jī)械強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)。

13、本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述光波導(dǎo)片和光柵結(jié)構(gòu)的厚度為0.3~1.0mm。

14、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，能保證鏡片輕薄、機(jī)械強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)。

15、本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述光波導(dǎo)片的表面通過(guò)直接鍵合、溫壓鍵合、和/或光學(xué)鍵合的鍵合方式設(shè)置于所述玻璃基底上。

16、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，能保證鏡片輕薄、機(jī)械強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。

17、本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述光柵結(jié)構(gòu)是由多個(gè)直齒光柵、斜齒光柵、和/或閃耀光柵組成并呈一維或二維陣列布置的亞波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)。

18、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，能保證鏡片輕薄、機(jī)械強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。

19、本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述鍍膜層的折射率在2.00以下。

20、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，有利于進(jìn)一步減小彩虹紋，同時(shí)提高鍵合的穩(wěn)定性。

21、本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述鍍膜層由氧化硅或氮化硅組成。

22、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，有利于進(jìn)一步減小彩虹紋，同時(shí)提高鍵合的穩(wěn)定性、延長(zhǎng)使用壽命。

23、綜上所述，本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果為：通過(guò)彼此交錯(cuò)地設(shè)置低折射率玻璃和碳化硅光波導(dǎo)片，并在空氣間隙填充低折射率光學(xué)鍍膜材料，由此得到的光波導(dǎo)鏡片，在保證全彩成像的同時(shí)，具有輕薄、機(jī)械強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種光波導(dǎo)鏡片，其特征在于：包括至少兩個(gè)玻璃基底、設(shè)置于相鄰兩個(gè)玻璃基底之間的光波導(dǎo)片、設(shè)置于所述光波導(dǎo)片的至少一個(gè)表面的光柵結(jié)構(gòu)、以及嵌設(shè)于所述光柵結(jié)構(gòu)的光柵間隙的鍍膜層，所述玻璃基底由低折射率玻璃組成，所述光波導(dǎo)片和光柵結(jié)構(gòu)由碳化硅組成，所述鍍膜層由低折射率光學(xué)鍍膜材料組成，且所述鍍膜層和光柵結(jié)構(gòu)的外側(cè)表面近似的處于同一平面上、和/或所述鍍膜層遮蓋所述光柵結(jié)構(gòu)的外側(cè)表面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光波導(dǎo)鏡片，其特征在于：所述玻璃基底的折射率為1.40~1.60。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光波導(dǎo)鏡片，其特征在于：所述玻璃基底的厚度為50~100μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種光波導(dǎo)鏡片，其特征在于：所述玻璃基底的低折射率玻璃為光學(xué)玻璃或石英片。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光波導(dǎo)鏡片，其特征在于：所述光波導(dǎo)片和光柵結(jié)構(gòu)的折射率為為2.60~2.70。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種光波導(dǎo)鏡片，其特征在于：所述光波導(dǎo)片和光柵結(jié)構(gòu)的厚度為0.3~1.0mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光波導(dǎo)鏡片，其特征在于：所述光波導(dǎo)片的表面通過(guò)直接鍵合、溫壓鍵合、和/或光學(xué)鍵合的鍵合方式設(shè)置于所述玻璃基底上。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光波導(dǎo)鏡片，其特征在于：所述光柵結(jié)構(gòu)是由多個(gè)直齒光柵、斜齒光柵、和/或閃耀光柵組成并呈一維或二維陣列布置的亞波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光波導(dǎo)鏡片，其特征在于：所述鍍膜層的折射率在2.00以下。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種光波導(dǎo)鏡片，其特征在于：所述鍍膜層由氧化硅或氮化硅組成。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及一種光波導(dǎo)鏡片，其包括至少兩個(gè)玻璃基底、設(shè)置于相鄰兩個(gè)玻璃基底之間的光波導(dǎo)片、設(shè)置于所述光波導(dǎo)片的至少一個(gè)表面的光柵結(jié)構(gòu)、以及嵌設(shè)于所述光柵結(jié)構(gòu)的光柵間隙的填充層，所述玻璃基底由低折射率玻璃組成，所述光波導(dǎo)片和光柵結(jié)構(gòu)由碳化硅組成，所述填充層由低折射率光學(xué)鍍膜材料組成，且所述填充層和光柵結(jié)構(gòu)的外側(cè)表面近似的處于同一平面上、和/或所述填充層遮蓋所述光柵結(jié)構(gòu)的外側(cè)表面。本技術(shù)通過(guò)彼此交錯(cuò)地設(shè)置低折射率玻璃和碳化硅光波導(dǎo)片，并在空氣間隙填充低折射率光學(xué)鍍膜材料，由此得到的光波導(dǎo)鏡片，在保證全彩成像的同時(shí)，具有輕薄、機(jī)械強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：杜凱凱,蔡璐,陳醒
受保護(hù)的技術(shù)使用者：慕德微納（杭州）科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240528
技術(shù)公布日：2025/1/2