CN114296170A - 偏振器件、偏振器件的制作方法、光学系统及电子设备 - Google Patents
偏振器件、偏振器件的制作方法、光学系统及电子设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114296170A CN114296170A CN202111602388.9A CN202111602388A CN114296170A CN 114296170 A CN114296170 A CN 114296170A CN 202111602388 A CN202111602388 A CN 202111602388A CN 114296170 A CN114296170 A CN 114296170A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sawtooth
- medium
- shaped structure
- incident
- material layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 31
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 62
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 50
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 31
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims description 4
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 claims description 3
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 5
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 2
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 230000004313 glare Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000000985 reflectance spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Polarising Elements (AREA)
Abstract
本申请公开了一种偏振器件、偏振器件的制作方法、光学系统及电子设备，该偏振器件包括沿第一方向相对设置的入射介质及出射介质；所述入射介质具有与所述出射介质相对的第一面，所述第一面设置为截面包括多个等边三角形的第一锯齿状结构；所述出射介质具有与所述入射介质相对的第二面，所述第二面设置为截面包括多个等边三角形的第二锯齿状结构，所述第一锯齿状结构与所述第二锯齿状结构匹配连接；所述第一锯齿状结构的表面或所述第二锯齿状结构的表面设有偏振分离膜；所述偏振分离膜包括第一折射材料层和第二折射材料层，所述第一折射材料层与所述第二折射材料层交替层叠设置。
Description
技术领域
本申请涉及光学器件技术领域，更具体地，涉及一种偏振器件、偏振器件的制作方法、光学系统及电子设备。
背景技术
近年来，随着科学技术的发展，各类电子产品逐渐走进千家万户成为人们的生活必需品。反射式偏振膜片反射式偏振膜在VR显示领域有重要价值，在减小VR头盔体积和减轻重量方面起着关键作用。现有技术中，反射式偏振膜片的制备原理基于拉伸应力产生双折射，如图1所示，反射式偏振膜片由各向异性材料和各向同性材料交替堆叠而成；在x方向对该反射式偏振膜片拉伸后，各向异性材料在x方向的光矢量折射率nx1增加，与各向同性材料在x方向的光矢量折射率nx2形成折射率差；而在y方向和z方向两种材料的光矢量折射率ny1、ny2、nz1、nz2保持相等。因此对于x方向的光矢量，该反射式偏振膜片是高反射膜堆；而对于y方向的光矢量，该反射式偏振膜片是透明物质，由此便形成了x偏振方向光反射、y偏振方向光透射的功能。
综上所述，现有技术中，反射式偏振膜片采用有机材料拉伸而成，反射式偏振膜片的层数通常在几百层以上，其制作工艺复杂；在y和z方向保持两种材料折射率完全一致的难度很大，容易造成色散。并且，现有技术中的反射式偏振膜片的曲率非常有限，难以贴合在有一定曲率的镜片上，对可应用的光路形成了限制。
有鉴于此，有必要提出一种新型结构的偏振器件。
发明内容
本申请的一个目的是提供一种偏振器件、偏振器件的制作方法、光学系统及电子设备的新技术方案。
根据本申请的第一方面，提供了一种偏振器件，该偏振器件包括：
沿第一方向相对设置的入射介质及出射介质；
所述入射介质具有与所述出射介质相对的第一面，所述第一面设置为截面包括多个等边三角形的第一锯齿状结构；
所述出射介质具有与所述入射介质相对的第二面，所述第二面设置为截面包括多个等边三角形的第二锯齿状结构，所述第一锯齿状结构与所述第二锯齿状结构匹配连接；
所述第一锯齿状结构的表面或所述第二锯齿状结构的表面设有偏振分离膜；
所述偏振分离膜包括第一折射材料层和第二折射材料层，所述第一折射材料层与所述第二折射材料层交替层叠设置。
可选地，所述入射介质和所述出射介质的折射率均为n，所述第一折射材料层的折射率为n1，所述第二折射材料层的折射率为n2，则满足：n＝n1<n2。
可选地，n2为n1的1.65倍-1.75倍。
可选地，所述第一锯齿状结构与所述第二锯齿状结构均包括多个齿顶和多个齿底，所述多个齿顶所在的平面或曲面为虚拟入射面，所述多个齿底所在的平面或曲面为虚拟出射面；
P偏振光垂直入射至所述虚拟入射面，并垂直射出所述虚拟出射面；
S偏振光以入射角θ入射至所述虚拟入射面，并在所述虚拟出射面处被反射。
可选地，所述S偏振光的入射角θ满足：0°≤θ<30°。
可选地，所述多个等边三角形沿第二方向延伸排布，所述第二方向与第一方向垂直。
可选地，所述入射介质具有远离所述出射介质的第一表面，所述出射介质具有远离所述入射介质的第二表面；
所述第一表面及所述第二表面均设有增透膜。
可选地，所述增透膜覆盖的波长范围为400nm-700nm。
可选地，所述偏振分离膜覆盖的波长范围为400nm-700nm。
可选地，所述等边三角形的边长为10μm-2mm。
根据本申请的第二方面，本申请还提供了一种如第一方面所述的偏振器件的制作方法，所述方法包括：
选取折射率均为n的入射介质和出射介质；
在所述入射介质的一个表面制作截面包括多个等边三角形的第一锯齿状结构；
在所述出射介质的一个表面制作截面包括多个等边三角形的第二锯齿状结构；
在所述第一锯齿状结构的表面或所述第二锯齿状结构的表面镀设偏振分离膜；所述偏振分离膜包括第一折射材料层和第二折射材料层，所述第一折射材料层与所述第二折射材料层交替层叠设置，所述第一折射材料层的折射率为n1，所述第二折射材料层的折射率为n2，其中，n＝n1<n2；
将所述第一锯齿状结构与所述第二锯齿状结构固定在一起，即制成所述偏振器件。
可选地，所述将所述第一锯齿状结构与所述第二锯齿状结构固定在一起，即制成所述偏振器件的方法还包括：
将所述第一锯齿状结构与所述第二锯齿状结构胶合或注塑在一起。
根据本申请的第三方面，本申请还提供了一种光学系统，所述光学系统包括分光元件、四分之一波片以及如第一方面所述的偏振器件。
可选地，所述光学系统还包括依序设置的显示器、第一透镜、第二透镜以及第三透镜；
所述分光元件设于所述第一透镜朝向所述显示器的一侧；
所述四分之一波片设于所述第一透镜和所述第二透镜之间；
所述偏振器件设于所述第二透镜和所述第三透镜之间。
根据本申请的第四方面，本申请还提供了一种电子设备，所述电子设备包括如第一方面所述的偏振器件。
本申请提供的一种偏振器件，通过在入射介质和出射介质之间设置截面包括多个等边三角形的锯齿状结构，并且在该锯齿状结构上镀设有偏振分离膜，达到将P偏振光与S偏振光进行分离的目的。该偏振器件结构较为简单，且制作工艺容易控制、易于批量生产；并且该偏振器件色散较小，对镜片的曲率几乎没有限制，从而极大地扩展了光路设计的自由度。
通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且连同其说明一起用于解释本申请的原理。
图1所示为现有技术中的反射式偏振膜片的制备和工作原理示意图；
图2所示为本申请一种偏振器件的结构示意图；
图3a所示为本申请一种偏振器件中的光路传播原理示意图一；
图3b所示为本申请一种偏振器件中的光路传播原理示意图二；
图4a所示为本申请一种偏振器件中的光路传播原理示意图三；
图4b所示为本申请一种偏振器件中的光路传播原理示意图四；
图4c所示为本申请一种偏振器件中的光路传播原理示意图五；
图5所示为本申请一种偏振器件中偏振分离膜在60°入射角的光谱图；
图6所示为本申请一种偏振器件中偏振分离膜在0°入射角的光谱图；
图7所示为本申请一种光学系统第一种实施例的结构示意图；
图8所示为本申请一种光学系统第二种实施例的结构示意图；
图9为图8中A处的放大示意图；
图10所示为本申请一种偏振器件中干扰光的形成机理。
附图标记说明：
1、偏振器件；101、入射介质；102、出射介质；103、第一齿面；104、第二齿面；2、显示器；3、偏光器件；4、第一四分之一波片；5、分光元件；6、第二四分之一波片；7、第一透镜；8、第二透镜；9、第三透镜。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
根据本申请的一个实施例，提供了一种偏振器件。参照图2所示，该偏振器件包括沿第一方向相对设置的入射介质101及出射介质102；所述入射介质101具有与所述出射介质102相对的第一面，所述第一面设置为截面包括多个等边三角形的第一锯齿状结构；所述出射介质102具有与所述入射介质101相对的第二面，所述第二面设置为截面包括多个等边三角形的第二锯齿状结构，所述第一锯齿状结构与所述第二锯齿状结构匹配连接；所述第一锯齿状结构的表面或所述第二锯齿状结构的表面设有偏振分离膜，所述偏振分离膜包括第一折射材料层和第二折射材料层，所述第一折射材料层与所述第二折射材料层交替层叠设置。
在本申请实施例提供的偏振器件中，通过在入射介质101和出射介质102之间设置有截面包括多个等边三角形的锯齿状结构，并且在该锯齿状结构上镀设有偏振分离膜，从而当P偏振光入射到该偏振器件时可以穿透该偏振器件、当S偏振光入射到该偏振器件时被该偏振器件反射。由此达到将P偏振光与S偏振光进行分离的目的。
在一个实施例中，进一步地，所述入射介质和所述出射介质的折射率均为n，所述第一折射材料层的折射率为n1，所述第二折射材料层的折射率为n2，则满足：n＝n1<n2。进一步具体地，n2为n1的1.65倍-1.75倍。
在该具体的例子中，当n2与n1的比值范围在1.65-1.75之间时，能够保证布儒斯特角(起偏振角)接近60°，确保在有限的锯齿结构厚度内实现光的布儒斯特角度入射。
在一个实施例中，进一步地，所述第一锯齿状结构与所述第二锯齿状结构均包括多个齿顶和多个齿底，所述多个齿顶所在的平面或曲面为虚拟入射面，所述多个齿底所在的平面或曲面为虚拟出射面；P偏振光垂直入射至所述虚拟入射面，并垂直射出所述虚拟出射面；S偏振光以入射角θ入射至所述虚拟入射面，并在所述虚拟出射面处被反射。进一步具体地，所述S偏振光的入射角θ满足：0°≤θ<30°。
下面对P偏振光的透射进行详解：参考图3a、图3b所示，由于在本申请实施例提供的偏振器件中，入射介质101和出射介质102为同一种材质，其折射率均为n1；并且，偏振分离膜包括交替层叠设置的第一折射材料层L和第二折射材料层H，其中第一折射材料层L的折射率也为n1，而第二折射材料层H的折射率为比n1大的n2；
P偏振光的出射光线的角度与入射光线的角度保持一致；具体地，由于组成锯齿状结构的三角形为等边三角形，因此当P偏振光相对于所述虚拟入射面垂直入射时，θ0＝60°，在第二折射材料层H中，n1sinθ0＝n2sinθ2；在第一折射材料层L中，n1sinθ1＝n1sinθ0；在出射介质102中，n1sinθ3＝n2sinθ2＝n1sinθ0；同理可得图3b中的角度关系，因此，偏振分离膜中第一折射材料层L和第二折射材料层H的层叠数量增减，或者改变第一折射材料层L和第二折射材料层H的交替层叠顺序，均不会影响P偏振光的出射光线的角度。在一个具体的例子中，第一折射材料层L例如为SiO2材质，第二折射材料层H例如为TiO2材质。
下面对S偏振光的反射进行详解：参考图4a所示，当S偏振光相对于所述虚拟入射面垂直入射时，将被第一齿面103反射，然后以0°入射角入射至第二齿面104，并被反射，再原路返回第一齿面103后，被第一齿面103反射，最后原路返回并从虚拟入射面射出。
参考图4b、图4c所示，当S偏振光以一定角度θ(0°≤θ<30°)入射虚拟入射面时，根据等边三角形的角度关系不难得出，S偏振光会以60°-θ的角度入射到第一齿面103，然后会以60°+θ的角度入射到第二齿面104，由于三角形bcd和三角形bed为全等三角形，因此可以证明：出射光线将以-θ的角度射出虚拟入射面。亦即S偏振光的入射光线与S偏振光的出射光线的交点位于所述虚拟出射面上，也就是入射光线的延长线和出射光线的反向延长线汇聚在虚拟出射面的同一点处；并且入射光线与虚拟出射面的夹角和出射光线与虚拟出射面的夹角相等，即该偏振器件对S偏振光的反射效果相当于在虚拟出射面处对S偏振光的镜面反射。
在一个具体的例子中，该偏振分离膜由36层的TiO2和SiO2交替层叠设置而成，其反射率光谱如图5和图6所示。图5是该偏振分离膜在60°入射角的光谱图；图6是该偏振分离膜在0°入射角的光谱图。进一步地，参照图5、图6所示，在60°的入射角、400nm-700nm的波段范围内，S偏振光的平均反射率>99％、P偏振光的平均透射率>99％，因而能够有效实现P偏振光和S偏振光的有效分离；在0°的入射角、400nm-700nm的波段范围内，S偏振光的平均反射率>99.0％；在0°-70°的入射角、400nm-700nm的波段范围内，S偏振光的平均反射率不小于99.0％。S偏振光的平均反射率与入射角度关系详见如下表1所示：
表1：
在一个实施例中，进一步地，所述多个等边三角形沿第二方向延伸排布，所述第二方向与第一方向垂直。
参照图2所示，入射介质101与出射介质102沿Z方向相对设置，多个等边三角形沿X方向周期延伸排布。
在一个具体的例子中，入射介质101与出射介质102例如均为SiO2材质。
在一个实施例中，进一步地，所述入射介质101具有远离所述出射介质102的第一表面，所述出射介质102具有远离所述入射介质101的第二表面；所述第一表面及所述第二表面均镀设有增透膜。
在该具体的例子中，在入射介质101远离出射介质102的第一表面，以及出射介质102远离入射介质101的第二表面均镀设有增透膜，这样在该偏振器件对S偏振光和P偏振光进行分离时可以避免产生鬼影和眩光。
在一个实施例中，进一步地，所述增透膜覆盖的波长范围为400-700nm。所述偏振分离膜覆盖的波长范围为400-700nm。
进一步具体地，当S偏振光和P偏振光处于400-700nm的波段内时，在相对于虚拟入射面60°的入射角下，S偏振光的平均反射率>99.0％、P偏振光的平均透射率>99.0％，因而能够有效实现P偏振光和S偏振光的分离；在相对于虚拟入射面0°的入射角下，S偏振光的平均反射率>99.0％、P偏振光的平均透射率>99.0％；在相对于虚拟入射面0-70°的入射角下，S偏振光的平均反射率不小于99.0％，P偏振光的平均透射率不小于99.0％。
当然，上述400-700nm的波长范围是一个较为优选的波长范围；在其他实施例中，增透膜覆盖的波长范围及偏振分离膜覆盖的波长范围并不限于400-700nm这一范围，而是还可以为其它的波长范围。
在一个实施例中，进一步地，所述等边三角形的边长为10μm-2mm。
在实际应用中，可以根据光学器件的成像分辨率、重影等因素对等边三角形的边长在10μm-2mm的范围内进行调整。
在一个实施例中，进一步地，所述偏振分离膜的厚度不大于3微米。
在该具体的例子中，当偏振分离膜的厚度不大于3微米时，P偏振光发生透射后产生的横向偏移非常之小，对于成像质量几乎没有影响，可以忽略不计。
根据本申请的另一个实施例，提供了一种光学系统，所述光学系统包括分光元件、四分之一波片以及如上所述的偏振器件。
进一步具体地，所述光学系统还包括依序设置的显示器、第一透镜、第二透镜以及第三透镜；所述分光元件设于所述第一透镜朝向所述显示器的一侧；所述四分之一波片设于所述第一透镜和所述第二透镜之间；所述偏振器件设于所述第二透镜和所述第三透镜之间。
在第一种应用场景中，参照图7所示，在一个具体的例子中，所述光学系统包括偏振器件1、显示器2、偏光器件3、第一四分之一波片4、分光元件5及第二四分之一波片6；所述偏光器件3、第一四分之一波片4、分光元件5、第二四分之一波片6及偏振器件1由近到远依次设置于所述显示器2前方；其中，第一四分之一波片4的光轴与第二四分之一波片6的光轴互相垂直。
具体地，偏光器件3将入射光过滤为线偏振光，偏振方向为45°；入射光经过第一四分之一波片4后成为左旋圆偏振光，再经过分光元件5后能量衰减50％，然后经过第二四分之一波片6之后还原成线偏振光，切偏振角度为45°。偏振器件1对该偏振光起到反射作用，反射光为线偏振光，且偏振角度为135°；再经过第二四分之一波片6之后成为左旋圆偏振光，然后经分光元件5反射后成为右旋圆偏振光，最后再次经过第二四分之一波片6后还原成线偏振光，且偏振角度为135°，偏振器件1对该偏振角度的偏振光起到透射作用。至此，光路实现了一次折叠，传播相同的光程所需的器件厚度更薄。在此光路中，光线入射至虚拟入射面的角度为0°，因此在截面为等边三角形的锯齿状结构中，如图4a所示，可实现S偏振光的原路反射和P偏振光的透射。
值得注意的是，当S偏振光以60°-θ的角度入射到第一齿面103时，会有一部分反射光以60°-θ的角度射出虚拟入射面，参照图10所示，该部分反射光会对成像质量形成干扰，在光路设计时需要避免该干扰光的成像。本申请提出一种避免上述干扰光的方法为：参照图7所示，控制偏振器件1中的参数h，使其满足如下关系式：h＜2d tan(60°-θ)，其中，θ为S偏振光入射到偏振器件1的虚拟入射面的角度；d为偏振器件1与分光元件5之间的距离；h为偏振器件1的中心至边缘的距离。
在第二种应用场景中，参照图8、图9所示，在一个具体的例子中为一种应用于VR的折叠光路设计，具体地，包括第一透镜7、第二透镜8及第三透镜9；其中，第一透镜7和第二透镜8之间夹设有如图9所示的锯齿结构，第一透镜7构成入射介质101，第二透镜8构成出射介质102。入射介质101和出射介质102为同一种镜片材质，其二者的折射率均为n1＝1.46；锯齿结构的横截面包括多个等边三角形，等边三角形的边长为0.2mm；锯齿结构上镀设的偏振分离膜由TiO2和SiO2交替层叠设置而成，TiO2的折射率为2.4，SiO2的折射率为1.46，该偏振分离膜的光谱图如图5和图6所示。S偏振光以不同的角度入射至偏振器件1中由上述锯齿状结构形成的特殊光学面后被反射，再次到达偏振器件1的特殊光学面时成为以0°入射角入射的P偏振光，从而得以透射。至此，该光路完成了光的折叠，在有限的厚度内实现了图像的放大。
在该实施例中，同样地，为了避免干扰光对成像质量的影响，偏振器件1的中心至边缘的距离h应满足h＜2d tan(60°-θ)，其中，θ为S偏振光入射到偏振器件1的虚拟入射面的角度；d为偏振器件1与第二透镜8之间的距离；h为偏振器件1的中心至边缘的距离。
根据本申请的又一个实施例，提供了一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的偏振器件1。所述电子设备例如可以是VR头戴设备(虚拟现实头盔)。
根据本申请的再一个实施例，提供了一种如上所述的偏振器件的制作方法，所述方法包括：
分别提供入射介质101和出射介质102，所述入射介质101和所述出射介质102的折射率均为n；
在所述入射介质101的一个表面制作截面包括多个等边三角形的第一锯齿状结构；
在所述出射介质102的一个表面制作截面包括多个等边三角形的第二锯齿状结构；
在所述第一锯齿状结构的表面或所述第二锯齿状结构的表面沉积偏振分离膜；所述偏振分离膜包括第一折射材料层和第二折射材料层，所述第一折射材料层与所述第二折射材料层交替层叠设置，所述第一折射材料层的折射率为n1，所述第二折射材料层的折射率为n2，其中，n＝n1<n2；
将所述第一锯齿状结构与所述第二锯齿状结构耦合在一起，即制成所述的偏振器件。
进一步具体地，在入射介质101的一个表面制作截面包括多个等边三角形的第一锯齿状结构、以及在出射介质102的一个表面制作截面包括多个等边三角形的第二锯齿状结构时可以采用磨削、抛光、注塑等方法，当然还可以采用其他方法。进一步具体地，在第一锯齿状结构的表面或第二锯齿状结构的表面沉积偏振分离膜时的工艺可以为蒸发、溅射、原子层沉积等方法，当然还可以采用其他方法。进一步具体地，在将第一锯齿状结构与第二锯齿状结构进行耦合时采用的方法可以为胶合、注塑等，当然还可以采用其他方法。
本申请提供的一种偏振器件，其结构较为简单，且制作工艺操作较为容易、工艺难度较低，极大降低了制作偏振器件的成本。
虽然已经通过例子对本申请的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本申请的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。
Claims (15)
1.一种偏振器件，其特征在于，所述偏振器件包括沿第一方向相对设置的入射介质及出射介质；
所述入射介质具有与所述出射介质相对的第一面，所述第一面设置为截面包括多个等边三角形的第一锯齿状结构；
所述出射介质具有与所述入射介质相对的第二面，所述第二面设置为截面包括多个等边三角形的第二锯齿状结构，所述第一锯齿状结构与所述第二锯齿状结构匹配连接；
所述第一锯齿状结构的表面或所述第二锯齿状结构的表面设有偏振分离膜，所述偏振分离膜包括第一折射材料层和第二折射材料层，所述第一折射材料层与所述第二折射材料层交替层叠设置。
2.根据权利要求1所述的偏振器件，其特征在于，所述入射介质和所述出射介质的折射率均为n，所述第一折射材料层的折射率为n1，所述第二折射材料层的折射率为n2，则满足：n＝n1<n2。
3.根据权利要求2所述的偏振器件，其特征在于，n2为n1的1.65倍-1.75倍。
4.根据权利要求1所述的偏振器件，其特征在于，所述第一锯齿状结构与所述第二锯齿状结构均包括多个齿顶和多个齿底，所述多个齿顶所在的平面或曲面为虚拟入射面，所述多个齿底所在的平面或曲面为虚拟出射面；
P偏振光垂直入射至所述虚拟入射面，并垂直射出所述虚拟出射面；
S偏振光以入射角θ入射至所述虚拟入射面，并在所述虚拟出射面处被反射。
5.根据权利要求4所述的偏振器件，其特征在于，所述S偏振光的入射角θ满足：0°≤θ<30°。
6.根据权利要求1所述的偏振器件，其特征在于，所述多个等边三角形沿第二方向延伸排布，所述第二方向与第一方向垂直。
7.根据权利要求1所述的偏振器件，其特征在于，所述入射介质具有远离所述出射介质的第一表面，所述出射介质具有远离所述入射介质的第二表面；
所述第一表面及所述第二表面均设有增透膜。
8.根据权利要求7所述的偏振器件，其特征在于，所述增透膜覆盖的波长范围为400nm-700nm。
9.根据权利要求1所述的偏振器件，其特征在于，所述偏振分离膜覆盖的波长范围为400nm-700nm。
10.根据权利要求1所述的偏振器件，其特征在于，所述等边三角形的边长为10μm-2mm。
11.一种如权利要求1-10中任一项所述的偏振器件的制作方法，其特征在于，所述方法包括：
选取折射率均为n的入射介质和出射介质；
在所述入射介质的一个表面制作截面包括多个等边三角形的第一锯齿状结构；
在所述出射介质的一个表面制作截面包括多个等边三角形的第二锯齿状结构；
在所述第一锯齿状结构的表面或所述第二锯齿状结构的表面镀设偏振分离膜；所述偏振分离膜包括第一折射材料层和第二折射材料层，所述第一折射材料层与所述第二折射材料层交替层叠设置，所述第一折射材料层的折射率为n1，所述第二折射材料层的折射率为n2，其中，n＝n1<n2；
将所述第一锯齿状结构与所述第二锯齿状结构固定在一起，即制成所述偏振器件。
12.根据权利要求11所述的偏振器件的制作方法，其特征在于，所述将所述第一锯齿状结构与所述第二锯齿状结构固定在一起，即制成所述偏振器件的方法还包括：
将所述第一锯齿状结构与所述第二锯齿状结构胶合或注塑在一起。
13.一种光学系统，其特征在于，所述光学系统包括分光元件、四分之一波片以及如权利要求1-10中任一项所述的偏振器件。
14.根据权利要求13所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统还包括依序设置的显示器、第一透镜、第二透镜以及第三透镜；
所述分光元件设于所述第一透镜朝向所述显示器的一侧；
所述四分之一波片设于所述第一透镜和所述第二透镜之间；
所述偏振器件设于所述第二透镜和所述第三透镜之间。
15.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-10中任一项所述的偏振器件。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111602388.9A CN114296170A (zh) | 2021-12-24 | 2021-12-24 | 偏振器件、偏振器件的制作方法、光学系统及电子设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111602388.9A CN114296170A (zh) | 2021-12-24 | 2021-12-24 | 偏振器件、偏振器件的制作方法、光学系统及电子设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114296170A true CN114296170A (zh) | 2022-04-08 |
Family
ID=80969200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111602388.9A Pending CN114296170A (zh) | 2021-12-24 | 2021-12-24 | 偏振器件、偏振器件的制作方法、光学系统及电子设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114296170A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1908753A (zh) * | 2005-08-05 | 2007-02-07 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 偏振光转换器、其制造方法及背光模组 |
| CN101059578A (zh) * | 2006-04-17 | 2007-10-24 | 富士能佐野株式会社 | 偏振光过滤器以及偏振光过滤器的制造方法 |
| CN103995363A (zh) * | 2014-05-07 | 2014-08-20 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种偏振分光器、背光模组和显示装置 |
| CN110383135A (zh) * | 2017-03-08 | 2019-10-25 | 3M创新有限公司 | 光学系统 |
-
2021
- 2021-12-24 CN CN202111602388.9A patent/CN114296170A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1908753A (zh) * | 2005-08-05 | 2007-02-07 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 偏振光转换器、其制造方法及背光模组 |
| CN101059578A (zh) * | 2006-04-17 | 2007-10-24 | 富士能佐野株式会社 | 偏振光过滤器以及偏振光过滤器的制造方法 |
| CN103995363A (zh) * | 2014-05-07 | 2014-08-20 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种偏振分光器、背光模组和显示装置 |
| CN110383135A (zh) * | 2017-03-08 | 2019-10-25 | 3M创新有限公司 | 光学系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110383123B (zh) | 高对比度光学膜和包括该光学膜的设备 | |
| JP6521922B2 (ja) | 最適化された利得の低層数反射型偏光子 | |
| KR102024958B1 (ko) | 아포다이징된 광대역 부분 반사기 | |
| EP1820051B1 (en) | Multilayer wire-grid polarizer | |
| JP2000508081A (ja) | 非偏光ビームスプリッタ | |
| JP2012242449A (ja) | 位相差素子及びその製造方法 | |
| CN110036319A (zh) | 两侧均具有高反射率的线栅偏振器 | |
| US20040047039A1 (en) | Wide angle optical device and method for making same | |
| CN110632697B (zh) | 一种偏振元件及其制备方法 | |
| US6317264B1 (en) | Thin film polarizing device having metal-dielectric films | |
| EP2128666B1 (en) | Optical element and optical apparatus | |
| KR20190009426A (ko) | 반사 편광기 및 보상 필름을 포함하는 광학 적층물 | |
| CN109343167B (zh) | 可见、红外可延展的高消光比偏振棱镜 | |
| CN110456519B (zh) | 偏振分束器及其制备方法、偏振分束方法 | |
| CN209280964U (zh) | 可见、红外可延展的高消光比偏振棱镜 | |
| CN114296170A (zh) | 偏振器件、偏振器件的制作方法、光学系统及电子设备 | |
| JP3584257B2 (ja) | 偏光ビームスプリッタ | |
| Awasthi et al. | Wide-angle broadband plate polarizer with 1D photonic crystal | |
| JP4394460B2 (ja) | 薄膜偏光スプリッター、該薄膜偏光スプリッターの製造、及び該薄膜偏光スプリッターを有する投影挿入体を含む眼科用レンズ | |
| CN210573034U (zh) | 一种消偏振分光装置 | |
| US10145999B2 (en) | Polarizing beamsplitter that passes s-polarization and reflects p-polarization | |
| JP6027199B2 (ja) | 位相差素子及びその製造方法 | |
| CN114415285B (zh) | 提高光能耦入效率的光栅波导显示装置及近眼显示设备 | |
| CN115421225A (zh) | 大角度减反射膜、光学镜片、成像装置 | |
| CN114089460A (zh) | 一种低角度偏移滤光片 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220408 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |