CN112394434A - 光学器件及其形成方法和光学系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学器件及其形成方法和光学系统。其中，所述光学器件，包括一个光学元件或者多个阵列排布的光学元件，所述光学元件包括:第一透光基材，具有第一表面以及与第一表面相对的第一贴合面；衍射元件，通过所述第一贴合面与所述第一透光基材固定在一起；第二透光基材，具有与所述衍射元件固定在一起的第二贴合面，以及与所述第二贴合面相对的第二表面；所述第一透光基材和所述第二透光基材的折射率与所述衍射元件的折射率相当。本发明还提供形成所述光学器件的方法以及包括所述光学器件的光学系统，本发明可以减小杂散光的干扰。

Description

光学器件及其形成方法和光学系统

技术领域

本发明实施例涉及光学仪器领域，尤其涉及一种光学器件及其形成方法和光学系统。

背景技术

与传统的折射反射型元件相比，衍射元件具有轻薄、易复制、造价低、设计自由度大等特点，因此在显示、投影、光束整形等领域有着较大的应用前景。

衍射元件可以利用光的衍射作用原理实现光波的调制与传播。具体地，衍射元件按作用机理，主要分为两种，一种依靠材料内部折射率分布进行衍射作用，称之为折射率调制型衍射元件；另一种依靠材料表面三维浮雕结构进行衍射作用，称之为表面浮雕型衍射元件。

衍射元件按功能可分为反射型衍射元件和透射型衍射元件。如图1所示，入射光11投射至反射型衍射元件10发生衍射作用，在反射光路上形成第一衍射光12。类似地，如图2所示，入射光21投射至透射型衍射元件20发生衍射作用，在透射光路上形成第二衍射光22，此外，所述入射光21还会透过元件形成透射光23。

在实际应用衍射元件的过程中，发现使用所述衍射元件时容易出现一些杂散光，从而对使用所述衍射元件的光学系统造成干扰。

发明内容

本发明实施例解决的问题是提供一种光学器件及其形成方法和光学系统，以减小杂散光的干扰。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种光学器件，包括一个光学元件或者多个阵列排布的光学元件，所述光学元件包括:第一透光基材，具有第一表面以及与第一表面相对的第一贴合面；衍射元件，通过所述第一贴合面与所述第一透光基材固定在一起；第二透光基材，具有与所述衍射元件固定在一起的第二贴合面，以及与所述第二贴合面相对的第二表面；所述第一透光基材和所述第二透光基材的折射率与所述衍射元件的折射率相当。

可选地，所述衍射元件的光入射面与所述第一表面的夹角大于0度且小于90度；或者，所述衍射元件的光入射面与所述第二表面的夹角大于0度且小于90度。

可选地，所述衍射元件的光入射面与所述第一表面的夹角大于2度且小于45度，或者，所述衍射元件的光入射面与所述第二表面的夹角大于2度且小于45度。

可选地，所述第二表面与所述第一表面平行或者不平行。

可选地，第一透光基材第一贴合面与所述衍射元件之间，以及所述衍射元件与所述第二透光基材之间通过胶合方式固定。

可选地，所述第一透光基材的第一贴合面与所述衍射元件之间设置有第一粘附层，用于固定第一透光基材和衍射元件，所述第一粘附层的折射率与所述第一透光基材的折射率和所述衍射元件的折射率相当。

可选地，所述衍射元件与所述第二透光基材的第二贴合面之间设置有第二粘附层，用于固定衍射元件和第二透光基材，所述第二粘附层的折射率与所述衍射元件的折射率和所述第二透光基材的折射率相当。

可选地，所述衍射元件为反射型衍射元件或透射型衍射元件。

可选地，所述第一贴合面为平面或曲面，所述第二贴合面为平面或曲面。

可选地，所述衍射元件为反射型衍射元件，所述衍射元件设置为衍射光的单位方向矢量与入射光的单位方向矢量的差矢量，与所述衍射元件光入射面法线的夹角小于20度。

可选地，所述第一透光基材和第二透光基材均为楔形结构。

可选地，所述第一透光基材和第二透光基材的材料均为玻璃或树脂。

可选地，所述第一透光基材与所述第二透光基材的结构相同且对称设置，或者，所述第一透光基材与所述第二透光基材的结构不同。

可选地，所述第一透光基材与所述第二透光基材的材料相同或不同。

可选地，包括多个阵列排布的光学元件，所述衍射元件为反射型衍射元件，各衍射元件的光入射面与第一表面的夹角不同，或者，所述衍射元件为透射型衍射元件，各衍射元件的光入射面与第二表面的夹角不同。

相应的，本发明实施例还提供一种光学器件的形成方法，制作一个光学元件或者多个光学元件，制作一个光学元件的步骤包括:提供第一透光基材，具有第一表面以及与第一表面相对的第一贴合面；形成衍射元件；提供第二透光基材，具有用于与所述衍射元件固定在一起的第二贴合面，以及与所述第二贴合面相对的第二表面，所述第一透光基材和所述第二透光基材的折射率与所述衍射元件的折射率相当；使所述衍射元件通过所述第一贴合面与所述第一透光基材固定在一起；使所述第二透光基材第二贴合面与所述衍射元件未贴合第一透光基材的面固定在一起。

可选地，使所述衍射元件的光入射面与所述第一表面的夹角大于0度且小于90度，或者，所述衍射元件的光入射面与所述第二表面的夹角大于0度且小于90度。

可选地，使所述第二透光基材与所述衍射元件固定的步骤中，使所述第二表面与所述第一表面平行或不平行。

可选地，制作多个光学元件后，使所述多个光学元件按照阵列方式排布且粘合在一起。

可选地，通过第一粘附层实现第一透光基材和衍射元件的固定，所述第一粘附层的折射率与所述第一透光基材的折射率和所述衍射元件的折射率相当。

可选地，通过第二粘附层实现第二透光基材和所述衍射元件的固定，所述第二粘附层的折射率与所述衍射元件的折射率和所述第二透光基材的折射率相当。

相应的，本发明实施例还提供一种光学系统，包括本发明实施例提供的所述的光学器件。

与现有技术相比，本发明实施例技术方案具有以下优点：

本发明实施例中，第一透光基材和所述第二透光基材的折射率与所述衍射元件的折射率相当，因此第一透光基材和所述衍射元件，或者，第二透光基材和所述衍射元件的交界面处发生的反射非常少、可以忽略。也就是说，对于反射型衍射元件，所述光学元件在第一粘合面和第二粘合面位置处主要发生的是光的衍射，反射主要发生在第一透光基材的第一表面，因此对于光学元件而言，在第一透光基材的第一表面发生反射，在第一透光基材的第一贴合面发生衍射，从而可以使反射光和衍射光在空间上分离，这样反射光的传播方向与所述衍射光的传播方向差别较大，不容易对衍射光造成干扰。类似的，对于透射型元件，也可以使衍射光和透射光在空间上分离，从而减小透射光对衍射光的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是一种衍射元件的示意图；

图2是另一种衍射元件的示意图；

图3是本发明实施例光学器件一实施例的结构示意图；

图4是本发明实施例光学器件另一实施例的结构示意图；

图5是本发明实施例光学器件再一实施例的结构示意图；

图6是本发明实施例光学器件的形成方法一实施例的示意图。

具体实施方式

如背景技术中所描述的，在实际应用衍射元件的过程中，发现使用所述衍射元件的光学系统中容易有杂散光产生干扰。结合参考图1，分析所述杂散光产生的原因，在入射光11投射至反射型衍射元件10时，所述入射光11还在衍射元件10的表面发生反射，形成反射光13，所述反射光13与所述第一衍射光12的光传播方向比较接近，容易对所述第一衍射光12造成干扰。类似地，如图2所示，入射光21投射至透射型衍射元件20时会形成透射光23，所述透射光23与第二衍射光22的光传播方向比较接近，容易造成干扰。

为了解决所述技术问题，本发明实施例提供一种光学器件，包括一个光学元件或者多个阵列排布的光学元件，所述光学元件包括：第一透光基材，具有第一表面以及与第一表面相对的第一贴合面；衍射元件，通过所述第一贴合面与所述第一透光基材固定在一起；第二透光基材，具有用于与所述衍射元件固定在一起的第二贴合面，以及与所述第二贴合面相对的第二表面；所述第一透光基材和所述第二透光基材的折射率与所述衍射元件的折射率相当。

本发明实施例中，第一透光基材和所述第二透光基材的折射率与所述衍射元件的折射率相当，因此第一透光基材和所述衍射元件，或者，第二透光基材和所述衍射元件的交界面处发生的反射非常少、可以忽略。也就是说，对于反射型衍射元件，所述光学元件在第一粘合面和第二粘合面位置处主要发生的是光的衍射，反射主要发生在第一透光基材的第一表面，因此对于光学元件而言，在第一透光基材的第一表面发生反射，在第一透光基材的第一贴合面发生衍射，从而可以使反射光和衍射光在空间上分离，这样反射光的传播方向与所述衍射光的传播方向差别较大，不容易对衍射光造成干扰。类似的，对于透射型元件，也可以使衍射光和透射光在空间上分离，从而减小透射光对衍射光的影响。

下面结合具体的实施例对所述技术方案进行说明。

参考图3，是本发明实施例光学器件一实施例的结构示意图。本实施例以反射型衍射元件为例进行说明，且本实施例中光学器件仅包括一个光学元件。

如图3所示，所述光学元件包括：第一透光基材101、第二透光基材102以及位于第一透光基材101和第二透光基材102之间的衍射元件100。

所述第一透光基材101具有第一表面1011以及与第一表面1011相对的第一贴合面1012，其中所述第一表面1011为光入射面以及光反射面；如图3所示，入射光103在所述第一表面1011处发生反射形成反射光104。

衍射元件100，通过所述第一贴合面1012与所述第一透光基材101固定在一起。入射光103除了在第一表面1011处发生反射外，还有一部分光透过第一表面1011到达第一贴合面1012，这部分入射光103在所述衍射元件100处发生衍射，本实施例中，所述衍射元件100为反射型衍射元件，因此所述衍射光返回至第一透光基材101，并从第一透光基材101的第一表面1011出射，形成衍射光105。

需要说明的是，所述衍射元件100为反射型衍射元件，本实施例中，为了满足反射定律，所述衍射元件100设置为：衍射光105的单位方向矢量与入射光103的单位方向矢量的差矢量，与所述衍射元件光100入射面法线的夹角小于20度。

所述第一透光基材101的第一贴合面1012与所述衍射元件100相贴合，为发生光衍射的面。所述第一透光基材101的折射率与所述衍射元件100的折射率相当(此处，折射率相当的含义为第一透光基材101的折射率与所述衍射元件100的折射率差值在±0.3以内)，光从第一透光基材101传播到衍射元件100时，因为折射率几乎没有发生变化，因此入射光103透过第一表面1011到达第一贴合面1012时，基本不发生反射，几乎所有的光投射至衍射元件100上发生衍射。

也就是说，所述衍射发生在衍射元件100处，即发生在第一贴合面1012处，入射光的反射发生在第一表面1011处，因此，衍射光105和反射光104在空间上发生分离，从而减小了反射光104对衍射光105的影响。

具体地，所述第一透光基材101的材料可以是玻璃或者树脂。

本实施例中，所述第一透光基材101的第一贴合面1011与所述衍射元件100之间通过胶合方式固定，可以使所述第一透光基材101与所述衍射元件100之间紧密贴合而不形成空气层，减小空气层对折射率连续性的影响，从而减小光的反射，进而减小此处反射光对衍射光的干扰。

所述胶合采用UV胶实现。

在其他实施例中，所述第一透光基材101的第一贴合面1011与所述衍射元件100之间还可以设置有第一粘附层(图未示)，用于固定第一透光基材101和衍射元件100，所述第一粘附层的折射率与所述第一透光基材101的折射率和所述衍射元件100的折射率相当，此处折射率相当的含义为第一粘附层的折射率与第一透光基材101的折射率与所述衍射元件100的折射率差值在±0.3以内，也可以达到介质折射率缓慢变化(即第一透光基材、第一粘附层和衍射元件的折射率非突变)的效果，减小在介质界面处发生的反射，从而减小此界面处的反射光对衍射光的干扰。

例如：所述第一粘附层的折射率位于所述第一透光基材101的折射率和所述衍射元件100的折射率之间。

本实施例中，所述第一透光基材101具有楔形结构。具体地说，楔形结构的第一透光基材101的第一表面1011与第一贴合表面1012均为平面，且所述第一表面1011与所述第一贴合表面1012非平行设置，具体地说，在本实施例中所述楔形结构从底部到顶部的方向，第一表面1011与第一贴合面1012的间距逐渐减小。这样，在衍射元件100通过所述第一贴合表面1012固定在所述第一透光基材101上时，所述衍射元件100的入射面与所述第一表面1011非平行设置，从而可以进一步增大衍射光105和反射光104之间的夹角，进而减小反射光对衍射光的干扰。

本实施例中，入射光103从楔形结构的第一表面1011与第一贴合面1012间距较大的一侧入射。

需要说明的是，增加衍射元件100的光入射面(也为光出射面)与所述第一表面1011的夹角，可以增大衍射光105与反射光104的分离程度。

具体地，所述楔形结构的第一透光基材101的第一贴合面1012与所述第一表面1011的夹角大于0度且小于90度，从而使所述衍射元件100的光入射面与所述第一表面1011的夹角大于0度且小于90度。也就是说，所述衍射元件100的衍射面与所述反射光发生反射的面不平行设置，可以进一步增大衍射光105与所述反射光104之间的夹角，从而进一步减小反射光104对衍射光105的干扰。

可选地，所述衍射元件100的光入射面与所述第一表面1011的夹角大于2度且小于45度，从而可以进一步增大衍射光105和反射光104之间的夹角，进而减小反射光104对衍射光105的干扰。

第二透光基材102，具有与所述衍射元件100固定在一起的第二贴合面1021，以及与所述第二贴合面1021相对的第二表面1022。

本实施例中，所述第二透光基材102用于实现光学补偿，从而减小成像的形变问题。

为了更好的实现光学补偿，本实施例中，所述第二透光基材102的折射率与所述衍射元件100的折射率相当，此处，折射率相当的含义为第二透光基材102的折射率与所述衍射元件100的折射率差值在±0.3以内。

本实施例中，所述第二透光基材102的第二贴合面1021与所述衍射元件100之间通过胶合方式(例如采用UV胶)固定，可以使所述第二透光基材102与所述衍射元件100之间紧密贴合而不形成空气层，减小空气层对折射率连续性的影响。

在其他实施例中，所述第二透光基材102的第二贴合面1021与所述衍射元件100之间还可以设置有第二粘附层(图未示)，用于固定第二透光基材102和衍射元件100，所述第二粘附层的折射率与所述衍射元件100的折射率和所述第二透光基材102的折射率相当，此处，折射率相当的含义为第二粘附层的折射率与所述衍射元件100的折射率和所述第二透光基材102的折射率差值在±0.3以内。也可以达到介质折射率缓慢变化(折射率非突变)的效果，减小在介质界面处发生的反射，从而减小此界面处的反射光对衍射光的干扰。

例如：所述第二粘附层的折射率位于所述第二透光基材102的折射率和所述衍射元件100的折射率之间。

具体的，为了更好的实现光学补偿，所述第二透光基材102的材料与第一透光基材101的材料相同。所述第二透光基材102的材料为玻璃或树脂。

在其他实施例中，所述第二透光基材102的材料还可以与所述第一透光基材101的材料不同。

为了更好的实现光学补偿，本实施例中，所述第二透光基材102的第二表面1022与所述第一透光基材101的第一表面1011相平行。

在其他实施例中，所述第二透光基材102的第二表面1022与所述第一透光基材101的第一表面1011还可以不平行，也能实现第一透光基材101上反射与衍射元件100处衍射相分离的目的。

需要说明的是，本实施例中所述第二透光基材102与所述第一透光基材101的结构相同(即第二透光基材102也为楔形结构)，此外，所述第二透光基材102与所述第一透光基材101对称设置，可以优化光学补偿的效果。

在其他实施例中，所述第二透光基材102还可以与所述第一透光基材101的结构不相同，例如，所述第二透光基材102还可以为平板结构。

相应地，所述第二透光基材102也可以与所述第一透光基材101非对称设置。

需要说明的是，在上述实施例中，所述第一贴合面1012和所述第二贴合面1021为平面，在其他实施例中，所述第一贴合面1012和所述第二贴合面1021还可以为曲面。例如：所述衍射元件100为柔性元件，设置在曲面的所述第一贴合面1012和第二贴合面1021上。

参考图4，是本发明实施例光学器件另一实施例的结构示意图。本实施例以透射型衍射元件为例进行说明，且本实施例中光学器件仅包括一个光学元件。

本实施例光学元件包括：第一透光基材201、第二透光基材202以及位于第一透光基材201和第二透光基材202之间的衍射元件200。

所述第一透光基材201具有第一表面2011以及与第一表面2011相对的第一贴合面2012，其中所述第一表面2011为光入射面。

衍射元件200，通过所述第一贴合面2012与所述第一透光基材201固定在一起。入射光203透过第一表面2011到达第一贴合面2012时，在所述衍射元件200处发生衍射，本实施例中，所述衍射元件200为透射型衍射元件，因此所述衍射光衍射元件200后到达第二透光基材202，并从第二透光基材202的第二表面2022出射，形成衍射光205。

入射光203在衍射元件200处除了发生衍射，还会发生透射，透射光204也从第二透光基材202的第二表面2022出射。

由于从第二透光基材202出射到空气时，是从光密介质到光疏介质，相对于入射角，透射角会增大，从而可以增加透射光204与衍射光205之间的角度，实现透射光204与所述衍射光205在空间上的分离。

本实施例中，所述第二透光基材202的第二贴合面2021与所述衍射元件200相贴合，为发生光衍射的面。所述第二透光基材202的折射率与所述衍射元件200的折射率相当(此处，折射率相当的含义为第二透光基材202的折射率与所述衍射元件200的折射率差值在±0.3以内)，光从衍射元件200传播到第二透光基材201时，因为折射率几乎没有发生变化，基本不发生反射，几乎所有的衍射光透射进入第二透光基材202。

具体地，所述第二透光基材202的材料可以是玻璃或者树脂。

本实施例中，所述第二透光基材202的第二贴合面2021与所述衍射元件200之间通过胶合方式(例如通过UV胶实现胶合)固定，可以使所述第二透光基材202与所述衍射元件200之间紧密贴合而不形成空气层，减小空气层对折射率连续性的影响，从而减小光的反射，进而减小此处反射光对衍射光的干扰。

在其他实施例中，所述第二透光基材202的第二贴合面2021与所述衍射元件200之间还可以设置有第二粘附层(图未示)，用于固定第二透光基材202和衍射元件200，所述第二粘附层的折射率与所述衍射元件200的折射率和所述第二透光基材202的折射率相当(此处，折射率相当的含义为第二透光基材202的折射率与所述衍射元件200的折射率差值在±0.3以内)，也可以达到介质折射率缓慢变化(折射率非突变)的效果，减小在介质界面处发生的反射，从而增加衍射光的透过率。

例如，所述第二粘附层的折射率位于所述第二透光基材202的折射率和所述衍射元件200的折射率之间。

本实施例中，所述第二透光基材202具有楔形结构。

具体地，所述楔形结构的第二透光基材202的第二贴合面2021与所述第二表面2012的夹角大于0度且小于90度，从而使所述衍射元件200的光出射面与所述第二表面2022的夹角大于0度且小于90度。

可选地，所述衍射元件200的光出射面与所述第二表面2022的夹角大于2度且小于45度，从而可以进一步增大衍射光205和透射光204之间的夹角，进而减小透射光204对衍射光205的干扰。

需要说明的是，在衍射元件200的光出射面与所述第二表面2022不平行的前提下，通过增加所述第二表面2022与所述衍射元件200的光出射面的中心间距，可以使衍射光205和反射光204在出射时空间上距离更远，从而可以增大衍射光205与反射光204的分离程度。

本实施例中，第一透光基材201，用于实现光学补偿，从而减小成像的形变问题。

为了更好的实现光学补偿，本实施例中，所述第一透光基材201的折射率与所述衍射元件200的折射率相当，此处，折射率相当的含义为第一透光基材201的折射率与所述衍射元件200的折射率差值在±0.3以内。

本实施例中，所述第一透光基材201的第一贴合面2011与所述衍射元件200之间通过胶合方式(例如通过UV胶实现胶合)固定，可以使所述第一透光基材201与所述衍射元件200之间紧密贴合而不形成空气层，减小空气层对折射率连续性的影响，减小反射增加透射。

在其他实施例中，所述第一透光基材201的第一贴合面2011与所述衍射元件200之间还可以设置有第一粘附层(图未示)，用于固定第一透光基材201和衍射元件200，所述第一粘附层的折射率与所述衍射元件200的折射率和所述第一透光基材201的折射率相当，(此处，折射率相当的含义为：第一粘附层的折射与第二透光基材202的折射率或与所述衍射元件200的折射率差值在±0.3以内)也可以达到介质折射率缓慢变化(折射率非突变)的效果，减小在介质界面处发生的反射，从而减小此界面处的反射光对衍射光的干扰。

例如：所述第一粘附层的折射率位于所述第一透光基材201的折射率和所述衍射元件200的折射率之间，

具体的，为了更好的实现光学补偿，所述第一透光基材201的材料与第二透光基材202的材料相同。所述第二透光基材202的材料为玻璃或树脂。

在其他实施例中，所述第一透光基材201的材料还可以与所述第二透光基材202的材料不同。

为了更好的实现光学补偿，本实施例中，所述第一透光基材201的第一表面2011与所述第二透光基材202的第二表面2022相平行。

在其他实施例中，所述第一透光基材201的第一表面2011还可以与所述第二透光基材202的第二表面2022不平行。

需要说明的是，本实施例中所述第一透光基材201与所述第二透光基材202的结构相同，即第一透光基材201也为楔形结构。此外，所述第一透光基材201与所述第二透光基材202对称设置，可以优化光学补偿的效果。

在其他实施例中，所述第一透光基材201与所述第二透光基材202的结构不相同，例如，所述第一透光基材201还可以为平板结构。

相应地，所述第一透光基材201与所述第二透光基材202非对称设置。

图5是本发明实施例光学器件再一实施例的结构示意图。需要说明的是，附图仅示意了光学器件的侧视图。

具体地，所述光学器件包括多个光学元件30，所述多个光学元件30呈阵列排布。所述光学元件的具体结构可参考前述实施例的描述。

本实施例中，所述光学元件中包含的衍射元件301为反射型衍射元件，所述多个光学元件中衍射元件301的光入射面3011与第一表面3012的夹角不同，从而可以调节各个光学元件衍射光的方向，实现各个光学元件衍射光方向的调制。

类似的，在其他实施例中，所述衍射元件可以为透射型衍射元件，各光学元件的衍射元件的光入射面与第二表面的夹角不同，实现各个光学元件衍射光方向的调制。

为了解决所述技术问题，本发明还提供一种光学器件的形成方法。参考图6，示出了光学器件的形成方法一实施例的示意图。本实施例以制作一个光学元件为例进行说明，具体地，制作一个光学元件的步骤包括:

S1，提供第一透光基材，具有第一表面以及与第一表面相对的第一贴合面；

S2，形成衍射元件；

S3，提供第二透光基材，具有用于与所述衍射元件固定在一起的第二贴合面，以及与所述第二贴合面相对的第二表面，所述第一透光基材和所述第二透光基材的折射率与所述衍射元件的折射率相当；

S4，使所述衍射元件通过所述第一贴合面与所述第一透光基材固定在一起；

S5，使所述第二透光基材第二贴合面与所述衍射元件未贴合第一透光基材的面固定在一起。

具体地，执行步骤S1，提供第一透光基材，所述第一透光基材的结构和特征参考图3对应实施例的描述。

执行步骤S2，形成衍射元件。本实施例中所述衍射元件为反射型衍射元件。所述衍射元件的结构和特征参考图3对应实施例的描述。

执行步骤S3，提供第二透光基材，所述第二透光基材的结构和特征参考图3对应实施例的描述。

执行步骤S4，使所述衍射元件通过所述第一贴合面与所述第一透光基材固定在一起。具体地，本实施例中，所述衍射元件为反射型衍射源元件，固定时，使所述衍射元件的光入射面与所述第一表面的夹角大于0度且小于90度。

可以使所述衍射元件通过所述第一贴合面与所述第一透光基材通过胶合的方式固定在一起。例如通过UV胶实现胶合。

在其他实施例中，还可以通过第一粘附层实现第一透光基材和衍射元件的固定，所述第一粘附层的折射率与所述衍射元件的折射率和所述第一透光基材的折射率相当(折射率相当的含义为第一粘附层的折射率与第二透光基材或所述衍射元件的折射率差值在±0.3以内)，以减小第一贴合面处光的反射。

例如：所述第一粘附层的折射率位于所述第一透光基材的折射率和所述衍射元件的折射率之间。

执行步骤S5，使所述第二透光基材第二贴合面与所述衍射元件未贴合第一透光基材的面固定在一起。

可以使所述衍射元件通过所述第二贴合面与所述第二透光基材通过胶合的方式固定在一起。例如通过UV胶实现胶合。

在其他实施例中，还可以通过第二粘附层实现第二透光基材和衍射元件的固定，所述第二粘附层的折射率与所述衍射元件的折射率和所述第二透光基材的折射率相当，(折射率相当的含义为第二粘附层的折射率与第二透光基材或所述衍射元件的折射率差值在±0.3以内)，以减小第二贴合面处光的反射。例如，所述第二粘附层的折射率位于所述第二透光基材的折射率和所述衍射元件的折射率之间

使所述第二透光基材与所述衍射元件固定的步骤中，使所述第二表面与所述第一表面平行，从而可以优化光学补偿效果。

在其他实施例中，也可以使所述第二表面与所述第一表面不平行设置。

在其他实施例中，所述衍射元件为透射型衍射元件，可以使所述衍射元件的光入射面与所述第二表面的夹角大于0度且小于90度的方式固定。

对于光学器件包括多个光学元件的实施例，形成方法为：制作多个光学元件后，使所述多个光学元件按照阵列方式排布且粘合在一起。

具体地，所述粘合的方式可以为胶合，也可以通过与光学元件的折射率相当(折射率差值在±0.3以内)的粘合层实现粘合。

需要说明的是，本发明实施例还提供一种光学系统，包括：本发明实施例提供的所述光学器件。本发明光学系统中光学元件发出的衍射光受干扰光的影响较小，因此光学系统的光学性能更加优良。

例如：所述光学系统为近眼显示的眼镜等可穿戴设备。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (22)

1.一种光学器件，其特征在于，包括一个光学元件或者多个阵列排布的光学元件，所述光学元件包括:

第一透光基材，具有第一表面以及与第一表面相对的第一贴合面；

衍射元件，通过所述第一贴合面与所述第一透光基材固定在一起；

第二透光基材，具有与所述衍射元件固定在一起的第二贴合面，以及与所述第二贴合面相对的第二表面；所述第一透光基材和所述第二透光基材的折射率与所述衍射元件的折射率相当。

2.如权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述衍射元件的光入射面与所述第一表面的夹角大于0度且小于90度；或者，

所述衍射元件的光入射面与所述第二表面的夹角大于0度且小于90度。

3.如权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述衍射元件的光入射面与所述第一表面的夹角大于2度且小于45度，或者，

所述衍射元件的光入射面与所述第二表面的夹角大于2度且小于45度。

4.如权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述第二表面与所述第一表面平行或者不平行。

5.如权利要求1所述的光学器件，其特征在于，第一透光基材第一贴合面与所述衍射元件之间，以及所述衍射元件与所述第二透光基材之间通过胶合方式固定。

6.如权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述第一透光基材的第一贴合面与所述衍射元件之间设置有第一粘附层，用于固定第一透光基材和所述衍射元件，所述第一粘附层的折射率与所述第一透光基材的折射率和所述衍射元件的折射率相当。

7.如权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述衍射元件与所述第二透光基材的第二贴合面之间设置有第二粘附层，用于固定衍射元件和第二透光基材，所述第二粘附层的折射率与所述衍射元件的折射率和所述第二透光基材的折射率相当。

8.如权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述衍射元件为反射型衍射元件或透射型衍射元件。

9.如权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述第一贴合面为平面或曲面，所述第二贴合面为平面或曲面。

10.如权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述衍射元件为反射型衍射元件，所述衍射元件设置为：衍射光的单位方向矢量与入射光的单位方向矢量的差矢量，与所述衍射元件光入射面法线的夹角小于20度。

11.如权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述第一透光基材和第二透光基材均为楔形结构。

12.如权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述第一透光基材和第二透光基材的材料均为玻璃或树脂。

13.如权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述第一透光基材与所述第二透光基材的结构相同且对称设置，或者，所述第一透光基材与所述第二透光基材的结构不同。

14.如权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述第一透光基材与所述第二透光基材的材料相同或不同。

15.如权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述光学器件包括多个阵列排布的光学元件，

所述衍射元件为反射型衍射元件，各衍射元件的光入射面与第一表面的夹角不同，或者，

所述衍射元件为透射型衍射元件，各衍射元件的光入射面与第二表面的夹角不同。

16.一种光学器件的形成方法，其特征在于，制作一个光学元件或者多个光学元件，制作一个光学元件的步骤包括:

提供第一透光基材，具有第一表面以及与第一表面相对的第一贴合面；

形成衍射元件；

提供第二透光基材，具有用于与所述衍射元件固定在一起的第二贴合面，以及与所述第二贴合面相对的第二表面，所述第二透光基材和所述第一透光基材的折射率与所述衍射元件的折射率相当；

使所述衍射元件通过所述第一贴合面与所述第一透光基材固定在一起；

使所述第二透光基材的第二贴合面与所述衍射元件未贴合第一透光基材的面固定在一起。

17.如权利要求16所述光学器件的形成方法，其特征在于，使所述衍射元件的光入射面与所述第一表面的夹角大于0度且小于90度，或者，所述衍射元件的光入射面与所述第二表面的夹角大于0度且小于90度。

18.如权利要求16所述光学器件的形成方法，其特征在于，使所述第二透光基材与所述衍射元件固定的步骤中，使所述第二表面与所述第一表面平行或不平行。

19.如权利要求16所述光学器件的形成方法，其特征在于，制作多个光学元件后，使所述多个光学元件按照阵列方式排布且粘合在一起。

20.如权利要求16所述光学器件的形成方法，其特征在于，通过第一粘附层实现第一透光基材和衍射元件的固定，所述第一粘附层的折射率与所述第一透光基材的折射率和所述衍射元件的折射率相当。

21.如权利要求16所述光学器件的形成方法，其特征在于，通过第二粘附层实现第二透光基材和所述衍射元件的固定，所述第二粘附层的折射率与所述衍射元件的折射率和所述第二透光基材的折射率相当。

22.一种光学系统，其特征在于，包括如权利要求1到15中任一项权利要求所述的光学器件。

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