CN102460270B - 偏振调制器以及具有偏振调制器的立体投影设备 - Google Patents

Abstract

一种偏振开关通过使用偏振调制轮来在宽广的波长范围上提供基本上理想的二态偏振切换，所述偏振调制轮具有变换偏振的至少一个延迟片叠层。在偏振系统中使用所述偏振调制轮提供高通量偏振开关，并且在同时为用于任何选择的偏振基组的每个组件提供基本上连续的、平稳的偏振输出时在大的入射角范围上工作。所述偏振调制轮非常适合于立体偏振投影应用。

Description

偏振调制器以及具有偏振调制器的立体投影设备

背景

技术领域

本公开内容总地涉及二态(binary)偏振调制器，并且更具体地，涉及二态偏振调制器对于时序立体投影系统的应用。

背景技术

时序立体投影系统交替地向适合的眼睛呈现全帧左和右透视影像。就这点而论，它们使用投影仪与某种形式的快门机构的同步操作。在益处之中，该方法使得能够实现自动提供两个图像的精确重合的单投影仪3D显示。快门系统的元件可能不是全部留在观众那里，而是某种形式的检偏器应该被用在在观众那里以区分编码图像。在基于偏振的系统中，最简单的方法将正交偏振检偏器放置在观众那里，而将快门的其他元件留在投影仪处。通常，后者包括输入偏振器和某种形式的有源偏振开关。由于仅单个拷贝用于检偏器上游的元件，所以这具有使成本和复杂程度最小化的益处。然而，它对于置于快门内的任何附加元件(比如，遮蔽物(screen))的偏振依赖性有严格的要求。

示例性的显示技术能够实现非常快的切换(比如，<100μs)，以使得存在图像的完全时间分离。在许多情况下，进一步优选的是这样的辅助快门，该辅助快门适应3D快门装置的有限切换时间，从而减小串扰(错误图像的部分传输)。数字光处理(DLP)投影系统就是这样的情况，DLP投影系统例如使得可通过显示器的高速、高动态范围的快门来隐蔽液晶(LC)偏振切换转变。原则上，编码方式可以是使得可向每只眼睛递送适合图像的任何技术。这可以包括任何非重叠光谱对、任何正交偏振组，甚至是角度或位置。目前，基于偏振的系统在数字影院中是最常见的。

最常见的偏振开关利用高速LC模式。尽管在大多数3D数字影院平台中使用这样的设备，但是它们却具有一些性能缺陷。具体地讲，对于以低投射比(throw-ratio)工作的系统(诸如在家庭/办公环境下的那些系统)，高对比度是难以保持的。此外，LC设备操作配合圆偏振最方便，但是存在优选线偏振器的情况(比如，对眼镜价格极其敏感的市场，或者线偏振器眼镜已经普遍的场所，诸如主题公园)。另外，由于基于圆偏振的系统中所使用的延迟片薄膜(retarder film)的色彩性质，而导致目前的系统通常蒙受一些开启态效率损失。

发明内容

公开了偏振调制器。根据一方面，偏振调制器可操作来对光路上的射入线偏振光进行时间调制。根据另一方面，偏振调制器具有位于线偏振光路上的偏振轮。偏振轮可以具有第一圆弧区和第二圆弧区，第一圆弧区和第二圆弧区中的至少一个包括延迟片叠层滤光器(retarder stack filter)。根据另一方面，第一圆弧区和第二圆弧区这二者都包括延迟片叠层滤光器。

根据另一方面，还公开了立体投影系统。根据该方面，立体投影系统具有投影仪子系统和偏振调制子系统。偏振调制器子系统可以将来自投影仪子系统的投影图像时间调制为正交偏振状态。偏振调制器子系统具有偏振轮，该偏振轮具有第一圆弧区和第二圆弧区。第一圆弧区和第二圆弧区这二者都包括延迟片叠层滤光器。

附图说明

在附图中以举例的方式图示说明实施方案，在附图中，相似的标号指示类似的部件，在附图中：

图1A至图1C是图示说明偏振器轮(polarizer wheel)的示意图；

图2是图示说明顺序轮(sequential wheel)和投影光斑(projected light patch)的几何形状的示意图；

图3A是图示说明常规偏振器轮的占空比的时序图；

图3B是图示说明顺序轮和投影光斑的几何形状的示意图；

图4是图示说明常规偏振器轮的对比率(contrast ratio)相对于占空比(duty cycle)的曲线图；

图5是在最坏情况角度情形下的常规偏振器轮的对比率相对于占空比的曲线图；

图6是图示说明常规偏振器轮的占空比的时序图；

图7是关于分段式(segmented)线偏振器轮的对比率对占空比的曲线图；

图8是示出关于市售的立体3D分段式偏振器轮系统的特性值的表格；

图9是图示说明根据本公开内容的投影系统的示意图；

图10是图示说明根据本公开内容的另一个投影系统的示意图；

图11是根据本公开内容的示例性偏振调制器轮的示意图；

图12是提供根据本公开内容的12层延迟片叠层的示例性角度的表格；

图13是示出根据本公开内容的六层纯消色差旋转器(pure achromatic rotator)的表格；

图14是图示说明根据本公开内容的六层消色差旋转器叠层的传输漏损量(transmission leakage)的曲线图；

图15是根据本公开内容的解决方案的表格；

图16是图示说明根据本公开内容的理想检偏器的传输的曲线图；

图17是根据本公开内容的交叉偏振器(crossed polarizers)的漏损量的绘图；以及

图18是示出根据本公开内容的平行偏振器之间的纯消色差旋转器的漏损量的绘图。

具体实施方式

LC偏振开关的替换方案是利用机电式开关装置来产生立体效果。这样做的一种常规方式是以下述方式利用简易的偏振器轮，即，用任意方位的线偏振器覆盖盘的一半，并且用透射正交偏振的线偏振器覆盖该盘的另一半。该盘被附加到伺服电机，该伺服电机提供用于使来自投影仪的场序图像的呈现与偏振调制器同步的定时脉冲。就投影仪输出为非偏振的来说，偏振器轮在投影仪处不产生强度调制。

图1A、图1B和图1C是图示说明常规偏振器轮100、150和180的示意图。参照图1A，示出了简易的顺序偏振器(或单一分段(single segment))轮100。轮的一半102可以透射具有第一偏振112的光，而轮的另一半104可以透射具有第二偏振114的光。第二偏振114与第一偏振112正交。轮将贴附到电机，并且轮的旋转将与来自投影仪的场序图像和偏振调制器同步。

检偏眼镜还将包含具有正交线偏振器的镜片。驱动盘来产生输入偏振器的模拟旋转，结果在眼睛处产生模拟的强度调制传输。

对于单一分段轮100，最佳对比度将对于每场的一单个方位出现。在每一半周期(half-cycle)，在正交方位之间将存在突变，轮的黑暗段(black segment)或投影仪的快门中可以用于避免对比度的进一步劣化。该遮蔽(blanking)的最小角度范围取决于轮上的光斑的尺寸。然而，利用单一分段轮时对比度通常差，所以用于提高对比度的机制是要增加遮蔽时间，但是这是以通量(throughput)为代价的。由于当使用单一分段时所有的点都经历基本上相同的瞬时偏振器方位，所以预期对比率是一致的，前提条件是遮蔽(轮辐(spoke))时间足以跨越光斑的角度范围。

图2是图示说明被具有宽度为L、高度为H的光斑照射的顺序轮200的几何形状的示意图。轮200具有半径R和由光线202与光线204之间的角度限定的角度φ。光线202从轮的中心201延伸通过光斑的中心203到达轮200的边缘。光线204从轮的中心201延伸通过光斑的下角部205。假设3D对比度按照时间平均的开启态(on-state)传输与关闭态(off-state)传输的比率给出。该计算假设源照射在时间上是均匀的(对于DLP系统，这绝不是完全准确的)。此外，在这一点上应该注意，快门机构的调制可以在时序灰阶投影仪中形成伪像，应该使该调制最小化。

图3A是图示说明用于图3B的简易的单一分段偏振器轮350的时序310、320、330、340的示图。单一分段偏振器轮350具有两个偏振半部分(polarizing half)352、354。第一偏振半部分352可以透射处于第一偏振362的光。第二偏振半部分354透射处于与第一偏振362正交的第二偏振364的光。偏振器轮350可以被光斑370照射。

回到图3A，顶部时序图310示出检偏器的帧中的偏振器传输方位315。第二时序图320示出相关联的光学传输325。第三时序图330示出投影仪场的切换335。最后的时序图340示出有效传输345。

对比率可以从以下表征时间平均传输的积分来计算：

${\stackrel{\&OverBar;}{T}}_{\mathrm{OFF}}=\frac{2}{\mathrm{\&tau;}}\underset{0}{\overset{\mathrm{\&tau;}/2}{\&Integral;}}{\sin }^2\left({\mathrm{\&omega;}}_{0}t\right)\mathrm{dt}$

${\stackrel{\&OverBar;}{T}}_{\mathrm{ON}}=\frac{2}{\mathrm{\&tau;}}\underset{0}{\overset{\mathrm{\&tau;}/2}{\&Integral;}}{\cos }^2\left({\mathrm{\&omega;}}_{0}t\right)\mathrm{dt}$

其中，τ是场持续时间，而ω₀是角频率，该积分得到对比率 

$\mathrm{CR}=\left[\frac{1+\left(\frac{\sin \mathrm{\&eta;}}{\mathrm{\&eta;}}\right)}{1-\left(\frac{\sin \mathrm{\&eta;}}{\mathrm{\&eta;}}\right)}\right]$

其中，η＝ω₀τ/π是占空比。

图4是这样的曲线图402，该曲线图将对比率表征为简单的单一分段线偏振器轮的占空比的函数402。如可以由线402示出的，随着占空比增加对比率显著降低。因此，对于单一分段线偏振器轮，可接受的对比度难以在任何合理的占空比实现。

回到图1B，示出了通过使用梯度方位(gradientorientation)偏振器150使偏振器方位的调制最小化的方法。在盘的一半152上，偏振器传输轴是径向走向的，而在盘的另一半154上，偏振器传输轴是方位角走向的。由于这样的设备基本上与基于网(web-based)的偏振器制作不兼容，所以它目前并不实用，尽管它是单一分段设备(图1A和图3B所示)的感兴趣替换方案。梯度方位偏振器150可以提供受偏振器沿着单一径向方向的偏振效率限制的对比度。由于光斑的有限大小，对比度将随着与该方位的角度偏离而降低。

对于像这样的系统，就对比度中的空间相关性而言，盘/眼镜和投影仪通常被构造来在图像中心提供最高可能的对比度并且性能关于垂直轴对称地降低。

现在回到图2(在图2中，宽度为L、高度为H的光斑通过半径为R的通光孔径(clear aperture)入射在轮上)，最小遮蔽角φ按照以下等式给出：

$\tan \mathrm{\&phi;}=\frac{L/2}{\sqrt{R^2-{(L/2)}^2}-H}$

假设如所示那样将轮毂(hub)安装在投影仪下方，则最小遮蔽角φ根据光斑的下角205来确定。这些最坏情况位置处的最大对比率通过以上等式的平方倒数或以下等式给出：

CR＝cot²φ。

假设粗略长宽比L/H≈2，则可以将轮毂定位到投影仪的左边或右边，因此，使占空比最大化。然而，这会导致光学响应中的左或右不对称。

图5是径向偏振器轮的角部或最坏情况角度中的对比率502作为占空比的函数的曲线图500，在所述角部或最坏情况的角度通过以下等式给出：

$\mathrm{\&eta;}=1-\frac{2\mathrm{\&phi;}}{\mathrm{\&pi;}}.$

尽管这比单一分段轮(图1和图3B所示)的性能更好，但是即使在95％的非常高的占空比，在所述角部中的最大对比度也只是超过100∶1。在90％的更现实的占空比，对比率大约为50∶1。如上所述，真正的梯度方位偏振器目前在市场上是买不到的。

现在参照图1C，真正的梯度方位偏振器的逼近180可以通过将整数(N)个适当定向的段182层压到盘上来实现。这再次将时间相关性引入到偏振器方位，在该情况下，在突然重置之后，光斑的每个点经历偏振器方位的渐变(ramp)。由于对于偏角(bias angle)没有这样的调制，梯度方位偏振器因而表现出性能的上限。但是如前，偏角将空间相关性引入对比率。

当每场(per field)使用几个段182时，对比度可以通过锯齿形偏振器方位波形的一个周期期间的时间平均来估计(再次假设在时间上是稳定的源)。锯齿形轮廓的实际相位取决于相对于特定照射点的方位。

图6是示出偏振器方位波形602以及光斑上的三个点处的光学响应604、606、608的时序图。光学响应604与中心点相关，而光学响应606、608(分别)与左点和右点相关。这些点是任意选择的，并且相隔锯齿形方位波形的一个周期，因此是同相的。光学响应曲线示出偏角相对于开启态和关闭态曲线的效果。这里，选择中心点以具有表征最大对比度的、基本上对称的响应604，而左/右点具有通过偏角在相对方向上偏移的最小值/最大值。尽管相对于偏振器调制的场转变(或遮蔽间隔)的特定时序会对结果有一些影响，但是相当准确的对比度估计通过单个周期期间的积分给出：

${\stackrel{\&OverBar;}{T}}_{\mathrm{OFF}}=\frac{1}{\mathrm{\&tau;}}\underset{-\mathrm{\&tau;}/2}{\overset{\mathrm{\&tau;}/2}{\&Integral;}}{\sin }^2({\mathrm{\&omega;}}_{0}t+\mathrm{\&phi;})\mathrm{dt}$

${\stackrel{\&OverBar;}{T}}_{\mathrm{ON}}=\frac{1}{\mathrm{\&tau;}}\underset{-\mathrm{\&tau;}/2}{\overset{\mathrm{\&tau;}/2}{\&Integral;}}{\cos }^2({\mathrm{\&omega;}}_{0}t+\mathrm{\&phi;})\mathrm{dt}$

其中如前，

$\mathrm{\&phi;}=\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}(1-\mathrm{\&eta;})$

η是每个场的占空比，并且

$\mathrm{\&tau;}=\frac{\mathrm{\&pi;}}{N{\mathrm{\&omega;}}_0}$

其中，每场存在N个偏振器段。以上使用 将对比率给定为：

$\mathrm{CR}=\left[\frac{1+\cos 2\mathrm{\&phi;}\left(\frac{\sin \frac{\mathrm{\&pi;}}{N}}{\frac{\mathrm{\&pi;}}{N}}\right)}{1-\cos 2\mathrm{\&phi;}\left(\frac{\sin \frac{\mathrm{\&pi;}}{N}}{\frac{\mathrm{\&pi;}}{N}}\right)}\right].$

图7是分段式线偏振轮(如图1C所示)对于几个N值的对比率对占空比的曲线图700。随着段的数量变大，缩小偏振器调制范围，性能逐渐改进，最终收敛到梯度方位偏振器情况(N→∞)。考虑到占空比、段的数量和偏振效率的实际考虑因素，从对比度、串扰观点来讲，这表明使用分段式轮的线偏振器系统不是可行的高性能产品。以上实施例表明，对于线偏振器系统的对比度存在由轮上的光斑的有限尺寸大小强加的限制。

作为实现角度敏感性的一些缓解方式，一种解决方案是改变偏振基组(polarization basis set)。在优选的情况下，圆偏振被发起并且在旋转过程(除去无关紧要的相位)中是不变的。在最实际的情形下，圆偏振使用拉伸聚合物延迟薄膜来产生，所述拉伸聚合物延迟薄膜使用压敏粘接剂相对于线偏振器成±π/4层压。该解决方案增加系统成本，具体是由于每一只眼镜镜片将含有四分之一波薄膜。成本最低的选择是在单个可见波长λ₀提供理想延迟的零阶(zero-order)延迟片。在其他波长，延迟将偏离，并且将存在相关联的对比度损失。

这种情况的琼斯矩阵通过以下等式给出：

t＝P(π/2)W(-π/4，Γ)R(φ)W(π/4，Γ)P(0)

其中，P表征所指示方位上的线偏振器，W表征具有延迟为Γ的指示方位的线性延迟片，R表征旋转角度φ。计算以上等式将功率传输(power transmission)给定为：

T_OFF＝|t_xy|²＝sin²φsin²δ

其中，δ是延迟误差，或者

$\mathrm{\&Gamma;}=\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}+\mathrm{\&delta;}.$

如所预期的那样，对于所有φ，漏损传输为零，前提条件是偏振态为圆形。可买到实现高度稳定的延迟值的准消色差(quasi-achromatic)延迟薄膜(比如，Teijin WB系列改 进PC延迟片)，但是零阶延迟片相对便宜，并且易于买到。

零阶延迟片的延迟误差通过以下等式给出：

$\mathrm{\&delta;}\left(\mathrm{\&lambda;}\right)=\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}[\frac{\mathrm{\&Delta;n}\left(\mathrm{\&lambda;}\right)}{\mathrm{\&Delta;n}\left({\mathrm{\&lambda;}}_0\right)}\frac{{\mathrm{\&lambda;}}_0}{\mathrm{\&lambda;}}-1]$

其中，λ₀是设计波长，该设计波长通常在可见部分的青色/绿色部分中。通常按照实现最高适光对比度(要求较高延迟)与提供可接受的蓝色性能(要求较低延迟)之间的折衷选择该值。该计算中还包括色散或者双折射的波长相关性或Δn。由于聚碳酸酯的色散度适中并且目前在行业中常用，所以这是应该被考虑的因素。

由于延迟相关项与方位无关，所以对比度计算与前面的实施例成比例，给出结果： 

CR(circular)＝G·CR(linear)

该结果指示基于圆偏振器的系统相对于基于线偏振器的系统具有对比度增益因子G。有效增益可以通过以下等式给出：

$G=\frac{\underset{\mathrm{\&Delta;\&lambda;}}{\&Integral;}\stackrel{\&OverBar;}{y}\left(\mathrm{\&lambda;}\right){\cos }^2\left[\mathrm{\&delta;}\left(\mathrm{\&lambda;}\right)\right]\mathrm{d\&lambda;}}{\underset{\mathrm{\&Delta;\&lambda;}}{\&Integral;}\stackrel{\&OverBar;}{y}{\sin }^2\left[\mathrm{\&delta;}\left(\mathrm{\&lambda;}\right)\right]\mathrm{d\&lambda;}}$

其中，Δλ是可见光谱，而 是适光响应曲线。通过使用聚碳酸酯色散和516nm的中心波长，增益因子大约为G＝26。该增益因子将适用于以上给出的实施例中的任何一个，明显地对性能有显著影响。返回到简易的单一分段偏振器轮(如图1和图3B所示)，在74％的占空比最大可能的对比率低于50∶1。所以即使使用零阶圆偏振系统，单一分段偏振器轮也无法实现所需的性能水平，如LC切换的影院系统中所使用的那样。

图8是示出市售的立体3D分段式偏振器轮系统的特征值的表格800。光斑的大小是基于典型的(绝不是最坏情况的)构造的。实际的光斑大小取决于出瞳(exit pupil)到轮的投射比和距离(其取决于镜片/壳体的物理范围和轮的实际接近度)。

实际上，图像中心对比度数是最佳情况的情形。考虑投影仪和眼镜线偏振器的偏振效率和其他消偏因素，该数实际上要低得多。仅考虑典型的偏振效率，可以容易地使图像中心的对比度减半。

常规技术的缺点

因此，需要这样的偏振开关，该偏振开关在宽泛的波长范围上提供几乎理想的二态偏振切换。进一步需要这样的高通量偏振开关，该偏振开关的结构简单，并且在大的入射角范围上工作。还需要这样的偏振开关，该偏振开关在以线偏振方式工作的同时实现这些性能目标，所述线偏振最常见的是通过目前大量生产的便宜组件产生。还需要这样的二态偏振开关，该二态偏振开关对于任何所选的(具体地，线性)偏振基组在每场期间提供连续 的、平稳的偏振输出。另外，需要这样的调制系统，该调制系统能够通过无源组件的简单替代/添加在任何正交偏振态组合之间进行二态切换。

偏振调制系统

本公开内容中公开的实施方案满足上述需要，并且可以使用模拟旋转轮来实现。除了其他应用之外，本公开内容的偏振控制轮还可用于立体3D系统、可切换的分光滤光器、用于显示的二进制图像移位元件(比如，抖动调制处理(wobulation))或者用于捕捉的二进制图像移位元件(比如，抗混叠)以及偏振计量学。本文公开的实施方案可以与任何下游的偏振敏感元件一起使用，以提供某个光学特性的二态切换，无论它是偏振、位置、方向、波长、强度，还是复振幅。

如前所述，对大空间和光谱范围的光束工作的偏振滤光器轮产生模拟时间调制、位置相关偏振或者这二者的某种组合。这特别适用于线偏振，在线偏振中，对于任何实际的占空比，对比率一般都较差。本公开内容通过基本上消除偏振元件的旋转来克服该问题。偏振元件在本文中被限定为提高入射非偏振光的偏振程度的结构。根据本公开内容，输入偏振元件在滤光器轮的上游的固定位置上。

图9是图示说明能够产生二态偏振调制的投影系统900的示意图。

在实施方案中，投影系统900包括投影引擎902、同步机构904，同步机构904驱动与偏振调制组件912连接的电机910。投影系统900还可以包括投影透镜906，投影透镜906位于投影引擎902与偏振调制组件912之间的光路上。

系统900可以包括可选的输入偏振器908。输入偏振器908用于使在投影引擎输出非偏振光(比如，基于微镜的投影引擎或DLP投影引擎)的情况下输出的非偏振光偏振。对于基于偏振的投影引擎(诸如LCoS投影引擎)可以选择输入偏振器908来清除已经偏振的光的偏振。偏振调制组件912被定位在投影透镜906后面(如果包括可选的输入偏振器908，则被定位在投影透镜906和输入偏振器908后面)。可选的输入偏振器908是线偏振器。在一些实施方案中，系统900可以可选地包括无源偏振变换组件914，无源偏振变换组件914被定位在偏振调制组件912(比如，可操作来将线偏振光变换为圆偏振光的四分之一波片)后面。

投影系统900可以将输出的光投影到屏幕924上。系统900用户或观众922然后可以使用偏振检偏眼镜920观看投影图像。图9示出投影系统900的组件、屏幕924和戴有检偏眼镜922的用户/观众922。虽然图9示出观众或用户922与屏幕924和投影系统900是成一直线的，而本领域技术人员将理解，该叙述是用于举例说明系统、屏幕和用户，但是投影图像实际上是按照标准的前投影布置被投影到屏幕924上的。实际的用户/观众922将被定位在屏幕924的与投影系统920相同的侧，并且将从屏幕924观看反射图像。在实 施方案中，屏幕924可以是保偏前投影屏幕(比如，如Coleman等人的美国专利申请No.12/361,532中所教导的银幕或屏幕，本文通过引用并入该美国专利申请)。

图10是图示说明能够产生二态偏振调制的投影系统1000的示意图。除了投影透镜1018位于偏振调制组件1012后面之外，投影系统1000的原理与图9中所述的投影系统900类似。

在该示例性实施方案中，投影系统1000包括投影引擎1002、同步机构1004，同步结构1004驱动与偏振调制组件1012连接的电机1010。投影引擎1002和偏振调制组件1012装在投影仪1016中，投影仪1016具有位于偏振调制组件1012后面的光路上的投影透镜1018。在该实施方案中，系统1000可以包括可选的输入偏振器1008。偏振调制组件1012被定位在投影引擎1002后面(如果包括可选的输入偏振器1008，则被定位在投影引擎1002和输入偏振器1008后面)。可选的输入偏振器1008是线偏振器。在一些实施方案中，系统1000可以可选地包括被定位在偏振调制组件1012后面的无源偏振变换组件1014。在一些实施方案中，偏振调制组件1012可以是旋转延迟片叠层滤光器轮。

投影系统1000可以将输出的光投影到屏幕1024上。系统1000用户或观众1022然后可以使用偏振检偏眼镜1020观看投影图像。图10示出投影系统1000的组件、屏幕1024和戴有检偏眼镜1022的用户/观众1022。虽然图10示出观众或用户1022与屏幕1024和投影系统1000是成一直线的，而本领域技术人员将理解，该叙述是用于举例说明系统、屏幕和用户，但是投影图像实际上是按照标准的前投影布置投影到屏幕1024上的。实际的用户/观众1022将被定位在屏幕1024的与投影系统1020相同的侧，并且将从屏幕1024观看反射图像。在实施方案中，屏幕1024可以是保偏前投影屏幕(比如，如Coleman等人的美国专利申请No.12/361,532中所教导的银幕或屏幕，本文通过引用并入该美国专利申请)。

图11是图示说明偏振轮1100的实施方案的示意图。偏振轮1100具有第一圆弧区1102和第二圆弧区1104。在实施方案中，第一圆弧区1102和第二圆弧区1104中的至少一个为延迟片叠层滤光器(如1110所表示的)。轮1100围绕旋转轴1106旋转，并且被定位在线偏振光路中，以使得当线偏振光穿过第一圆弧区1102和第二圆弧区1104中的一个或两个时该线偏振光旋转预定角度。

在另一个实施方案中，第一圆弧区1102和第二圆弧区1104这二者都是延迟片叠层滤光器。第一延迟片叠层滤光器1102是θ度偏振态旋转器，而第二延迟片叠层滤光器1104是(θ-90)度偏振态旋转器。例如，第一延迟片叠层滤光器1102可以是+45度偏振态旋转器，而第二延迟片叠层滤光器1104可以是-45度偏振态旋转器。在实施方案中，第一延迟片叠层滤光器1102和第二延迟片叠层滤光器1104这二者都是有限脉冲响应(FIR)滤光器，并且可以响应于线偏振光脉冲输入来产生至少N+1个空间偏移的光脉冲。

偏振轮1100能够透射光，以使得离开第一圆弧区1002的光路上的光的偏振态与离开第二圆弧区1004的光路上的光的偏振态正交。例如，在实施方案中，第一圆弧区1102可以将输入偏振光的偏振态变换90度，而第二圆弧区1104可以不变换输入偏振光的偏振态。

在实施方案中，第一圆弧区1102和第二圆弧区1104由基本上无色散的延迟片材料(比如，环烯烃共聚物、聚碳酸酯等)制成，并且还可以包括抗反射覆层。

如上所述，偏振轮1100可以用作偏振调制设备。在偏振调制设备的实施方案中，偏振轮1100还可以结合在偏振轮后面的光路上的四分之一波延迟片来使用。四分之一波延迟片可以被定向为相对于来自第一圆弧区1102的偏振态成+45度，并且被定向为相对于来自第二圆弧区1104的偏振态成-45度。

偏振轮包含幺正偏振变换元件，就这点而论，能够变换偏振态。按照幺正变换，输入正交偏振在通过所述结构之后将仍保持这样。

在给定固定输入线偏振器的情况下，可以对输出偏振进行二态调制，前提条件是偏振变换元件与它们相对于检偏器的方位无关地实现适当的功能。考虑偏振轮在线偏振器后面的简单情况，所述偏振轮用于传输在一种状态不改变的偏振，并且将交替的状态转换为正交偏振。对于第一种状态，轮可以是各向同性的，以透射偏振未改变的光束。对于第二种状态，第二场应该被转换为与轮方位无关的正交线偏振。

如前所述，由于圆偏振在旋转时固有地是不变的，所以它们是特殊情况。圆形状态因此是利用相似旋转获得二态切换的关键，就像前述圆偏振器轮实施例那样。然而，在该特定情况下，在投影仪和检偏器这二者处都使用消色差圆偏振器来获得理想的系统级性能。偏振变换元件可以具有圆本征偏振，所以在旋转期间保持正交偏振意味着保持正交圆偏振态之间的相位差。这意味着变换元件应该具有几乎为零的线性延迟，或者相当于有旋光性。

(比如，如在石英中发现的)旋光性在本文中被定义为具有圆本征偏振的性质。本征偏振被定义为一组分别被各向异性结构以不变的偏振传输的正交偏振态，这些正交偏振态的相位因子不同。在数学上，这些是使琼斯矩阵对角线化的偏振态。事实上，除了基矢量(basis vector)是圆形而不是直线之外，旋光性材料与线性延迟片作用相同。在该相位延迟为半波的情况下，输入线偏振通常被转换为正交偏振态。这是因为，在旋光性介质中，任何方位的直线状态的投影总是导致相同振幅的圆形状态。考虑无损介质的情况，在无损介质中，偏振变换几乎保存功率(比如，没有二向色性)。在这种情况下，相位延迟确定旋转角度，就这点而论，保持半波延迟确保正交直线状态被传输。然而，理想性能出现于保持与波长无关的半波延迟的旋光性介质。这样的消色差旋光性成分在自然世界中是不存在的。

本公开内容涉及合成消色差旋光性元件的设计、制作和系统级使用。如上所述，本公 开内容的结构利用线性延迟片叠层作为产生这些性质的构建块，除了其他构造之外，这些构建块被并入到模拟的轮中，以产生二态偏振切换。

一种设计考虑是旋光性延迟片叠层结构应该具有零净线性延迟。在多层延迟片叠层中，这常被称为复合延迟(compound retardation)。假如基本材料仅具有线性延迟，这可以被认为是在抑制线性复合延迟的同时从多个适当定向的元件的复合效应构建规定的旋光性中的运用。一种这样的方法是将延迟片叠层结构设计为两个单元；一个具有所需旋光性的一半(在每个波长上)，该半旋光性具有任意的复合线性延迟，另一个具有相同的旋光性，但是该旋光性具有相对的(或交叉的)复合线性延迟。当这两个单元配对时，线性延迟几乎被消除，同时旋光性翻倍。这具有仅基于功率传输考虑的确定性设计方法的益处。这样的延迟片叠层可以结合常规的有限脉冲响应(FIR)设计方法使用网络合成技术(如Robinson等人在“Polarization Engineering for LCD Projection(用于LCD投影的偏振工程)”第6章，Wiley&Sons(2004)所述的，本文通过引用并入)来设计。

可以设计这样的延迟片叠层，这些延迟片叠层通过对于输入强行施加沿着任意定向轴投影的零/单位功率来产生所需的偏振旋转。对于被选择以实现设计要求的特定数量的薄膜，有利的是对于最大可能的光谱带宽，迫使光谱旁瓣保持为低于规定水平(比如，＜0.1％)。这确保延迟片材料的高效率使用，并且在光谱覆盖范围超过所需的光谱覆盖范围的情况下，通常可取的是减少延迟片层的数量。如在任何FIR设计中那样，对于特定层数，在旁瓣电平与光谱覆盖范围之间存在基本的权衡。平行/交叉偏振器之间的叠层(在频域空间中)的光谱响应关于基膜延迟的半波波长对称，所以如前，这趋向于在可见的青色/绿色部分中。在使薄膜数量最少的设计中，中心波长通常被选择来提供淡蓝与深红漏损量之间的平衡。

基于以上设计方法，半叠层产生±π/4的旋转，再次具有任意的输出复合线性延迟。旋转方向相同、复合延迟交叉的叠层可以使用相同的叠层设计来形成，但是阶和角度符号相反。当反射镜接在延迟片叠层后面时，发生相似的情形。在反射之后，延迟片按相反阶接触，但是有效地，角度未被改变。这种情况下所得的偏振变换是基于旋转的延迟和消除的翻倍。所以通过使角度的符号反向，产生相反的效果。

图12是提供12层延迟片叠层的角度的表格1200，该12层延迟片叠层产生基本上纯消色差的π/2的旋转，该旋转遵循逆阶反射对称性。注意，这种对称性对于实现所需的偏振变换是充分条件，但不是必要条件。搜索算法能够类似地识别具有所需作用的、但是不遵循逆阶反射对称性的叠层设计。容易证实，第六层之后的偏振态是π/4定向的直线式，但是叠层具有基本上被后一叠层消除的线性复合延迟。该设计充分地消色差，以基于聚碳酸酯的色散跨越整个可见光谱(400-700nm)。

可具有消色差作用的光谱范围与薄膜数量高度相关。对于足以在430-670nm带中具有近乎理想的性能并且该范围外的可容许性能逐渐降低的投影系统，可以减少层数。而且， 如果近乎无色散的延迟片材料(诸如环烯烃共聚物(COC))用作聚碳酸酯的替换方案，则可以进一步减少层数。

图13是示出足以用于大多数投影应用的六层纯消色差旋转器设计的表格1300。

图14是图示说明在平行偏振器之间旋转的六层消色差旋转器叠层的传输漏损量的曲线图1400。它示出图13的叠层的光谱响应，该叠层使用以516nm为中心的环烯烃共聚物(COC)半波延迟片的性质。曲线图1400示出当叠层被置于平行偏振器之间并且以π/12的增量旋转时传输漏损量对波长。就像单个延迟片那样，任何延迟片叠层的传输响应关于±π/4对称。如果使叠层旋转该角度，则可以跟踪传输曲线的整个范围。图14还示出对于任何叠层方位，处于π/2旋转状态的线偏振的对比率在416nm到670nm的光谱范围上超过1000∶1。忽略投影仪源特性，平均适光漏损量通过以下等式给出：

${\stackrel{\&OverBar;}{L}}_{\mathrm{OFF}}=\frac{4}{\mathrm{\&pi;\&Delta;\&lambda;}}\underset{0}{\overset{\mathrm{\&pi;}/4}{\&Integral;}}\underset{\mathrm{\&Delta;\&lambda;}}{\&Integral;}\stackrel{\&OverBar;}{y}\left(\mathrm{\&lambda;}\right)T_P(\mathrm{\&lambda;},\mathrm{\&theta;})\mathrm{d\&lambda;d\&theta;}$

其中，T_P(λ，θ)是平行偏振器之间的、被定向为相对于设计方位成角度θ的消色差旋转器叠层的功率传输。由于开启态由轮的各向同性段提供，所以合理的是假设不具有方位敏感性的理想消色差响应(这再次假设平顶源(flat-top source))是总流明输出：

${\stackrel{\&OverBar;}{L}}_{\mathrm{ON}}=\underset{\mathrm{\&Delta;\&lambda;}}{\&Integral;}\stackrel{\&OverBar;}{y}\left(\mathrm{\&lambda;}\right)\mathrm{d\&lambda;}.$

对于图13和图14的实施例，这给出了超过20,000∶1的平均对比率 所以轴上系统级性能将大体上受系统的其他方面限制。在该级别，对比度还可以受投影仪和眼镜线偏振器的偏振效率的限制。高性能线偏振器可以实现4,000∶1对比度，但是仅在非常有限的入射角范围上。

用于制作轮的一种方法是使用压敏粘接剂(PSA)将延迟片叠层层压到在盘的一半上的低双折射玻璃/丙烯酸基板。这引起了严重的轮平衡问题，所以可以将配重体或另外的各向同性基板层压到另一半。可以使用低温处理将抗反射(AR)覆层直接施加到叠层和轮基板。一种顾虑是延迟片叠层的平坦性可能不能以这种布置得到可接受的图像质量。

用于构造具有高光学质量的轮的方法可以按夹层(sandwich)布置来实现。这可以通过在两个光学质量、低双折射抗反射涂覆基板之间粘合层来实现。延迟片叠层覆盖盘的一半，匹配厚度的各向同性间隔件覆盖另一半。这些片利用无色透明的、指标匹配(比如，热固性或uv固化)的粘接剂固定和按压在一起。当使用具有低应力光学系数的环烯烃共聚物(COC)时，相对硬的(比如，丙烯酸)UV固化粘接剂被允许用于组装，从而得到刚性更大的组装件。典型的胶层厚度在几十微米范围内，所以有益于非常接近地匹配厚度。而且，玻璃间隔件的质量不同于延迟片叠层，这仍会造成一些轮平衡方面的挑战。

替换方法是将具有相等且相反的旋转角度的延迟片叠层放置在轮的两侧。这基本上消 除了对于间隔件的需要，并且为用于每种状态的偏振控制提供平衡的规范。由于旋转减半，所以还可以在保持总体对比度性能的同时减少层数。

前面的设计方法可以被推广到任意旋转角度。考虑前面关于90°旋转器论述的设计方法。每个叠层中的角度之间的整体关系为：

[α₁，α₂...α_N][-α_N...-α₂...-α₁]

其中，每个叠层产生所需旋转的一半。这种角度布置具有关于0的反射对称性。如果旋转角度被概况为θ，则根据本公开内容的关系为：

[α₁，α₂...α_N][-(α_N+π/2-θ)...-(α₂+π/2-θ)，-(α₂+π/2-θ)] 

该关系具有关于角度(θ/2-π/4)的反射对称性。

因此，在实施方案中，公开了用于设计用于偏振调制轮的延迟片叠层的方法。首先，选择所需的合成旋转角度，该角度用θ表征。接着，假设沿着0的输入偏振，可以设计在角度(θ+π)/2产生(几乎为)零的功率传输的延迟片叠层。然后，可以设计根据以上等式的第二叠层。

图15是使用上述方法的一种解决方案的表格1500。在该图中，±45°消色差旋转器叠层用于在正交线偏振之间进行切换。

图16是图示说明在-45°使用六层消色差+45°旋转器叠层的理想检偏器的传输的曲线图1600。曲线图1600示出当延迟片叠层从设计角度旋转45°时理想的正交检偏器的漏光量。这示出对于任何方位在大部分可见光谱上对比度大于1,000∶1。而且，采用平顶源的适光对比度从22,000∶1(在设计角度)变到34,500∶1的最大值(当旋转45°时)。所以再次，尽管系统对比度可以由其他漏损源主导，但是值得注意的是，调制器对结果的贡献将可以被忽略。

为了在正交线性状态之间进行调制，可以如图13所示那样利用相反的角度符号构造第二叠层。这具有改变偏振旋转符号的效果，但是光谱结果基本上相同。如上所示，通过使用具有沿着水平轴的传输的输入偏振器，轮将以高精度在+45°与-45°线偏振之间进行切换。通过使用具有相同方位的眼镜，能够实现高对比度快门。

该实施例沿着特定方向任意放置输入偏振器。在实施方案中，对于快门的一个要求可以是离开轮的两种偏振态对应于眼镜中的线偏振器的方位。

本公开内容能够实现基于高对比度线偏振器的立体3D系统。然而，这样的系统假设 检偏器在与输入偏振相同的参考帧中适用。对比度实际上可以通过几何旋转或头部倾斜而快速降低。如前所述，(由于头部倾斜而导致的)关于光轴的旋转的敏感性可以通过发起和检偏圆偏振来消除。就本公开内容而言，基于圆偏振器的系统是可能的。总的来讲，通过将四分之一波延迟片放置在轮后面并且将该四分之一波延迟片定向为相对于离开轮的线偏振态成±45°来允许实现圆偏振。在如前那样定向检偏器的情况下，在每个镜片中，这伴随有交叉的四分之一波延迟片。注意，由于四分之一波延迟片在开启态消失，所以该布置能够实现消色差开启态。再次，如果在投影仪处和在眼镜中使用消色差四分之一波延迟片，则利用头部倾斜存在可忽略的对比度劣化。

在短投情形下，立体3D系统可以具有受偏振调制器的视场限制的对比度。在这种情况下，对比度通过关闭态漏损量来确定，在一个眼睛中，所述关闭态漏损量由交叉偏振器之间的各向同性段给予，而在另一个眼睛中，所述关闭态漏损量由平行偏振器之间的消色差旋转器给予。假设轮在这种状态下是各向同性的，则前者的漏损量通过±π/4方位角中的交叉偏振器轴的几何旋转来确定。由于偏振投影沿着本征方向，所以对比度在0、π/2方位角中保持近乎理想。

图17是在假设100流明输入的情况下交叉偏振器的流明漏损量的极坐标图1700。对于空气中的最大入射角40度，示出交叉偏振器的该极坐标图。在另一只眼睛中，对比度通过由构成叠层的延迟片薄膜的角度敏感性来确定。由于偏振器是平行的，所以存在可忽略的几何漏损效果。

图18是示出针对100流明输入的平行偏振器之间的纯消色差旋转器的漏损量的极坐标图1800。当叠层由单轴薄膜组成时，极坐标图如所示。

交叉偏振器情况在22度入射角(空气中)得到1,000∶1的最坏情况方位角对比率。这在30度的入射角降低到400∶1。关于旋转器状态，1,000∶1的最坏情况方位角对比率大约为20度，在30度，对比率为250∶1。所以尽管存在六层单轴延迟片叠层，但是总体性能有些类似。

在更宽的视场上期望高对比度的情况下，存在提高性能的选择。在平行偏振器关闭态下，轴的几何旋转对两个偏振器是共同的，并且假如叠层保持垂直入射偏振变换，则可以保持对比度。通过构造(比如，如由诸如Nitto-Denko，Corp.的公司制造的)双轴延迟片薄膜的叠层(取Nz＝0.5)，获得图18中所示的极坐标图。在这种情况下，该图覆盖达到80度半角的范围，并且对比率更好。在60度的入射角，最坏情况方位角对比率为4,760∶1。

为了使处于交叉偏振器关闭态的几何旋转的问题最小，可以使用不同形式的补偿。这样的一个实施例是沿着传输轴将双轴半波延迟片(同样，取Nz＝0.5)层压到输入偏振器。半波延迟片在垂直入射时对于0/90度方位角中的任何入射角基本上不起作用。然而，在其他方位角，光轴保持稳定，同时偏振器的光轴经历几何旋转。与半波延迟片相关联的偏 振反射对于将输入偏振重新定向为沿着检偏器的吸收轴安置是理想的。在实施方案中，每一个眼镜镜片应该包含附加的补偿器。

如前所述，本公开内容的二态偏振开关还可以用于产生其他形式的调制。线偏振的二态切换使得能够使用后面的偏振敏感组件进行光束的其他方面的二态切换。通过在所述设备后面接上偏振分离器(比如，沃拉斯顿棱镜或光栅偏振分离器)，能够实现二态光束转向器。通过在所述设备后面接上偏振选择性分光滤光器(比如，如由Polatechno或ColorLink制造的颜色偏振器)，能够实现可切换滤光。通过在所述设备后面接上光束移置(beam-displacing)棱镜(或走离(walk-off)棱镜)，能够实现光束或图像的二进制移位。

另外，二态偏振切换在计量学和诊断学中具有许多应用。这包括目标在于使用顺序方法来检偏输入光束的偏振态的应用，诸如偏振测定。这还可以包括诊断应用，诸如光学相干断层成像。

尽管以上已经描述了根据所公开的原理的各种实施方案，但是应该理解，它们仅作为示例而提供，并非限制性的。因此，本发明(一个或多个)的广度和范围不应该受上述示例性实施方案中的任何一个限制，而是应该仅根据本公开内容公布的权利要求及其等同形式来限定。此外，以上优点和特征在所述实施方案中提供，但是不应该将这样公布的权利要求的应用限于实现以上优点中的任何一个或全部的处理和结构。

如本文可使用的，术语“基本上”和“大约”为其对应的术语和/或项目之间的相对性提供行业公认的容限。这样的行业公认的容限的范围从小于百分之一到百分之十，并且对应于，但不限于，分量值、角度、等等。这样的项目之间的相对性的范围在小于百分之一到百分之十之间。如本文可使用的，术语“基本上可忽略的”是指非常小的相对差别，所述非常小的相对差别的范围在小于百分之一到百分之十之间。

另外，提供本文的章节标题是为了与37C.F.R.1.77的建议一致，或者要不然是用于提供组织线索。这些标题不应限制或表征可以从本公开内容公布的任何权利要求中所阐述的发明(一个或多个)。具体地讲，作为示例，尽管标题指的是“技术领域”，但是这样的权利要求不应被该标题下所选择的语言限制为描述所谓的技术领域。进一步地，“背景技术”中的技术的描述不应该被解读为承认该技术是本公开内容中的任何发明(一个或多个)的现有技术。“发明内容”也不应该被认为是在公开的权利要求中所阐述的发明(一个或多个)的表征。另外，本公开内容中对单数的“发明”的任何论述不应被用于证明在本公开内容中仅有一个新颖点。可以根据从本公开内容公布的多个权利要求的限制来阐述多个发明，并且这些权利要求相应地限定了由此受到保护的一个或多个发明以及它们的等同形式。在所有实例中，这样的权利要求的范围根据本公开内容按照这些权利要求本身的实质来理解，而不应被本文所阐述的标题限制。

Claims (26)

1.一种偏振调制器，所述偏振调制器可操作来对光路上的射入的线偏振光进行时间调制，所述偏振调制器包括：

偏振轮，所述偏振轮位于所述线偏振光的光路上，所述偏振轮具有第一圆弧区和第二圆弧区，

其中所述第一圆弧区和所述第二圆弧区中的至少一个包括具有多个线性延迟片的多层延迟片叠层滤光器。

2.如权利要求1所述的偏振调制器，其中所述延迟片叠层滤光器具有基本上可忽略的延迟。

3.如权利要求1所述的偏振调制器，其中所述延迟片叠层滤光器具有圆形基矢量。

4.如权利要求1所述的偏振调制器，其中无论所述偏振轮的角度位置如何，所述延迟片叠层滤光器都使所述线偏振光旋转预定角度。

5.如权利要求1所述的偏振调制器，其中所述延迟片叠层滤光器在可见光光谱内右旋偏振与左旋偏振之间具有基本恒定的相位差。

6.根据权利要求1所述的偏振调制器，其中所述第一圆弧区包括第一延迟片叠层滤光器，并且所述第二圆弧区包括第二延迟片叠层滤光器。

7.如权利要求6所述的偏振调制器：

其中无论所述第一圆弧区的角度位置如何，所述第一延迟片叠层滤光器在被所述线偏振光照射时都使所述线偏振光旋转第一预定角度，

其中无论所述第二圆弧区的角度位置如何，所述第二延迟片叠层滤光器在被所述线偏振光照射时都使所述线偏振光旋转第二预定角度，

其中所述第一预定角度与所述第二预定角度正交。

8.如权利要求6所述的偏振调制器：

其中所述第一延迟片叠层滤光器为θ度偏振态旋转器，并且

其中所述第二延迟片叠层滤光器为(θ-90)度偏振态旋转器。

9.如权利要求8所述的偏振调制器：

其中所述第一延迟片叠层滤光器为+45度偏振态旋转器，并且

其中所述第二延迟片叠层滤光器为-45度偏振态旋转器。

10.如权利要求1所述的偏振调制器，其中离开所述第一圆弧区的光路上的光的偏振态与离开所述第二圆弧区的光路上的光的偏振态正交。

11.如权利要求1所述的偏振调制器，其中所述第一圆弧区和所述第二圆弧区的每个提供所述偏振轮的一半。

12.如权利要求1所述的偏振调制器，其中所述第一圆弧区将输入偏振光的偏振态变换90度，而所述第二圆弧区不变换所述输入偏振光的偏振态。

13.如权利要求2所述的偏振调制器，其中所述第一圆弧区和所述第二圆弧区的每个包括基本上无色散的延迟片材料。

14.如权利要求13所述的偏振调制器，其中所述基本上无色散的延迟片材料包括环烯烃共聚物(COC)和聚碳酸酯之一。

15.如权利要求1所述的偏振调制器，还包括在所述偏振轮后面的光路上的四分之一波延迟片，所述四分之一波延迟片被定向为相对于来自所述第一圆弧区的偏振态成+45度，并且被定向为相对于来自所述第二圆弧区的偏振态成-45度。

16.如权利要求1所述的偏振调制器，其中所述延迟片叠层滤光器包括有限脉冲响应(FIR)滤光器，并且可操作来响应于线偏振光脉冲输入来产生至少N+1个空间偏移的光脉冲。

17.如权利要求1所述的偏振调制器，其中所述偏振轮还包括抗反射覆层。

18.一种立体投影系统，所述立体投影系统包括：

投影仪子系统；以及

偏振调制器子系统，

所述偏振调制器子系统可操作来将来自所述投影仪子系统的投影图像时间调制为正交偏振态，

其中所述偏振调制器子系统包括：

偏振轮，所述偏振轮具有第一圆弧区和第二圆弧区，其中所述第一圆弧区包括具有第一组多个线性延迟片的第一多层延迟片叠层滤光器，并且其中所述第二圆弧区包括具有第二组多个线性延迟片的第二多层延迟片叠层滤光器。

19.如权利要求18所述的立体投影系统，还包括控制器，所述控制器适于与来自所述投影仪子系统的投影图像同步地控制所述偏振轮的位置。

20.如权利要求18所述的立体投影系统，其中线偏振器位于所述投影仪子系统与所述偏振调制器子系统之间的光路中。

21.如权利要求18所述的立体投影系统：

其中所述第一多层延迟片叠层滤光器为θ度偏振态旋转器，并且

其中所述第二多层延迟片叠层滤光器为(θ-90)度偏振态旋转器。

22.如权利要求21所述的立体投影系统：

其中所述第一多层延迟片叠层滤光器为+45度偏振态旋转器，并且

其中所述第二多层延迟片叠层滤光器为-45度偏振态旋转器。

23.如权利要求18所述的立体投影系统，其中投影透镜位于所述偏振轮后面的光路中。

24.如权利要求18所述的立体投影系统，其中投影透镜位于所述投影子系统与所述偏振调制器子系统之间的光路中。

25.如权利要求18所述的立体投影系统，还包括在所述偏振轮后面的光路上的四分之一波延迟片，所述四分之一波延迟片被定向为相对于来自所述第一圆弧区的偏振态成+45度，并且被定向为相对于来自所述第二圆弧区的偏振态成-45度。

26.如权利要求18所述的立体投影系统，其中所述第一多层延迟片叠层滤光器包括有限脉冲响应(FIR)滤光片，并且可操作来响应于线偏振光脉冲输入来产生至少N+1个空间偏移的光脉冲。