TW202400987A - 用於分離光學組件的體積和表面散射的系統和方法 - Google Patents

Abstract

一種系統包括：光源，其經配置以發射探測光束以照明光學元件；及旋轉結構，該光學元件安裝至該旋轉結構。該系統亦包括控制器，其經配置以控制該旋轉結構旋轉以改變該光學元件相對於該探測光束之傳播方向的傾斜角。該系統亦包括影像感測器，其經配置以接收從由該探測光束照明之該光學元件輸出的一或多個經散射光束，且在該光學元件以預定傾斜範圍內之複數個傾斜角配置時產生複數個光斑圖案影像資料集合。該控制器經配置以處理該複數個光斑圖案影像資料集合以判定該光學元件之總體散射中的體積散射及表面散射之各別權重。

Description

用於分離光學組件的體積和表面散射的系統和方法

本揭示內容通常係關於光學系統及方法，且更特定言之，係關於一種用於分離光學組件之體積散射及表面散射的系統及方法。 對相關申請案之交叉參考

本申請案主張2022年3月16日申請之美國臨時申請案第63/320,568號之優先權益。上述申請案之內容以全文引用之方式併入本文中。

典型光學組件或元件散射光。光散射可包括體積散射及表面散射。體積散射通常本質上與材料相關，而表面散射通常取決於光學組件與環境（例如，空氣）之間的介面之光滑度或粗糙度。量化光學組件之散射通常係組件/系統級度量衡滿足某些光學應用要求之關鍵。為了為改良製造過程提供指導，需要識別散射源（例如，散射係來自光學組件之體積及/或來自光學組件之表面），且提供關於體積散射及表面散射對光學組件之總體散射的相對貢獻之資訊。舉例言之，若表面散射經識別為光學組件之總體散射中的主要散射，則為了改良光學組件之品質，吾人可對光學組件之表面進行拋光（或為該表面提供其他類型之處理）。若體積散射經識別為光學組件之總體散射中的主要散射，則為了改良光學組件之品質，吾人可調整材料調配物或組成物以減少固有材料散射。

與本揭示內容之一態樣一致，提供一種系統。該系統包括光源，其經配置以發射探測光束以照明光學元件。該系統亦包括旋轉結構，光學元件安裝至該旋轉結構。該系統亦包括控制器，其經配置以控制旋轉結構旋轉以在預定傾斜範圍內改變光學元件相對於探測光束之傳播方向的傾斜角。該系統亦包括影像感測器，其經配置以接收自由探測光束照明之光學元件輸出的一或多個經散射光束，且在光學元件以預定傾斜範圍內之複數個傾斜角配置時產生複數個光斑圖案影像資料集合。控制器經配置以處理複數個光斑圖案影像資料集合以判定光學元件之總體散射中的體積散射及表面散射之各別權重。

與本揭示內容之另一態樣一致，提供一種方法。該方法包括藉由光源用探測光束照明安裝至旋轉結構之光學元件。該方法亦包括藉由控制器控制旋轉結構之旋轉以在預定傾斜範圍內改變光學元件相對於探測光束之傳播方向的傾斜角。該方法亦包括在光學元件以預定傾斜範圍內之複數個傾斜角配置時藉由影像感測器產生複數個光斑圖案影像資料集合。該方法亦包括藉由控制器處理複數個光斑圖案影像資料集合以判定光學元件之總體散射中的體積散射及表面散射之各別權重。

本揭示內容之其他態樣可由所屬技術領域中具有通常知識者鑒於本揭示內容之描述、申請專利範圍及圖式而理解。前述一般描述及下文詳細描述僅係例示性及解釋性的，且並不限制申請專利範圍。

將參考隨附圖式描述與本揭示內容一致的具體實例，這些隨附圖式僅係用於繪示性目的之實例且並不意欲限制本揭示內容之範圍。在任何可能之處，在整個圖式中使用相同參考編號來指代相同或類似部分，且可省略其詳細描述。

此外，在本揭示內容中，可組合所揭示具體實例及所揭示具體實例之特徵。所描述具體實例係本揭示內容之一些但並非全部具體實例。基於所揭示具體實例，所屬技術領域中具有通常知識者可導出與本揭示內容一致之其他具體實例。舉例言之，可基於所揭示具體實例來進行修改、調適、取代、添加或其他變化。所揭示具體實例之此類變化仍在本揭示內容之範圍內。因此，本揭示內容不限於所揭示具體實例。替代地，本揭示內容之範圍係由隨附申請專利範圍界定。

如本文中所使用，術語「耦接（couple）」、「耦接（coupled）」、「耦接（coupling）」或其類似者可涵蓋光學耦接、機械耦接、電耦接、電磁耦接或其任何組合。兩個光學元件之間的「光學耦接」係指兩個光學元件以光學系列方式配置，且自一個光學元件輸出之光可由另一光學元件直接地或間接地接收之配置。光學系列係指複數個光學元件在光路徑中之光學定位，使得自一個光學元件輸出之光可由其他光學元件中之一或多者透射、反射、繞射、轉換、修改或以其他方式處理或操控。在一些具體實例中，配置有複數個光學元件之序列可或可不影響複數個光學元件之總體輸出。耦接可為直接耦接或間接耦接（例如，經由中間元件進行耦接）。

片語「A或B中之至少一者」可涵蓋A及B之所有組合，諸如僅A、僅B或A及B。同樣地，片語「A、B或C中之至少一者」可涵蓋A、B及C之所有組合，諸如僅A、僅B、僅C、A及B、A及C、B及C，或A及B及C。片語「A及/或B」可以與片語「A或B中之至少一者」類似之方式進行解釋。舉例言之，片語「A及/或B」可涵蓋A及B之所有組合，諸如僅A、僅B或A及B。同樣地，片語「A、B及/或C」具有與片語「A、B或C中之至少一者」之含義類似之含義。舉例言之，片語「A、B及/或C」可涵蓋A、B及C之所有組合，諸如僅A、僅B、僅C、A及B、A及C、B及C，或A及B及C。

在第一元件描述為「附接」、「設置」、「形成」、「附連」、「安裝」、「緊固」、「連接」、「接合」、「記錄」或「安置」至第二元件、在第二元件上、在第二元件處或至少部分地在第二元件中，可使用諸如沈積、塗佈、蝕刻、接合、膠合、旋擰、壓入配合、搭扣配合、夾持等任何合適之機械或非機械方式將第一元件「附接」、「設置」、「形成」、「附連」、「安裝」、「緊固」、「連接」、「接合」、「記錄」或「安置」至第二元件、在第二元件上、在第二元件處或至少部分地在第二元件中。另外，第一元件可與第二元件直接接觸，或第一元件與第二元件之間可存在中間元件。第一元件可安置在第二元件之任何合適側處，諸如左、右、前、後、頂部或底部。

在第一元件展示或描述為安置或配置「在」第二元件「上」時，術語「在……上」僅用於指示第一元件與第二元件之間的範例相對位向。描述可基於圖中所展示之參考座標系統，或可基於圖中所展示之當前視圖或範例配置。舉例言之，在描述圖中所展示之視圖時，第一元件可描述為安置「在」第二元件「上」。應理解，術語「在……上」可能未必暗示第一元件在垂直重力方向上位於第二元件之上。舉例言之，在將第一元件及第二元件之組裝件轉動180度時，第一元件可「在」第二元件「之下」（或第二元件可「在」第一元件「上」）。因此，應理解，在圖展示第一元件「在」第二元件「上」時，配置僅係繪示性實例。第一元件可相對於第二元件以任何合適位向安置或配置（例如，在第二元件之上或上方、在第二元件下方或之下、在第二元件左側、在第二元件右側、在第二元件後方、在第二元件前方等）。

在第一元件描述為安置「在」第二元件「上」時，第一元件可直接或間接安置在第二元件上。第一元件直接安置在第二元件上指示無額外元件安置在第一元件與第二元件之間。第一元件間接安置在第二元件上指示一或多個額外元件安置在第一元件與第二元件之間。

本文中所使用之術語「處理器」可涵蓋任何合適處理器，諸如中央處理單元（「central processing unit；CPU」）、圖形處理單元（「graphics processing unit；GPU」）、特定應用積體電路（「application-specific integrated circuit；ASIC」）、可程式化邏輯裝置（「programmable logic device；PLD」）或其任何組合。亦可使用上文未列出之其他處理器。處理器可實施為軟體、硬體、韌體或其任何組合。

術語「控制器」可涵蓋經配置以產生用於控制裝置、電路、光學元件等之控制信號的任何合適電路、軟體或處理器。「控制器」可實施為軟體、硬體、韌體或其任何組合。舉例言之，控制器可包括處理器，或可包括為處理器之部分。

術語「非暫時性電腦可讀取介質」可涵蓋用於儲存、傳送、傳達、廣播或傳輸資料、信號或資訊之任何合適介質。舉例言之，非暫時性電腦可讀取介質可包括記憶體、硬碟、磁碟、光碟、磁帶等。記憶體可包括唯讀記憶體（「read-only memory；ROM」）、隨機存取記憶體（「random-access memory；RAM」）、快閃記憶體等。

術語「膜」、「層」、「塗層」或「板」可包括可安置在支撐基板上或基板之間的剛性或可撓性、自撐式或自立式膜、層、塗層或板。術語「膜」、「層」、「塗層」及「板」可為可互換的。術語「膜平面」係指垂直於厚度方向之膜、層、塗層或板中的平面。膜平面可為膜、層、塗層或板之體積中的平面，或可為膜、層、塗層或板之表面平面。如在例如「平面內位向」、「平面內方向」、「平面內間距」等中之術語「平面內」意謂位向、方向或間距在膜平面內。如在例如「平面外方向」、「平面外位向」或「平面外間距」等中之術語「平面外」意謂位向、方向或間距不在膜平面內（亦即，不平行於膜平面）。舉例言之，方向、位向或間距可沿著垂直於膜平面之線或相對於膜平面形成銳角或鈍角之線。舉例言之，「平面內」方向或位向可指表面平面內之方向或位向，「平面外」方向或位向可指不平行於（例如，垂直於）表面平面之厚度方向或位向。

在「正交偏振」中所使用之術語「正交」或在「正交地偏振」中所使用之術語「正交地」意謂表示兩個偏振的兩個向量之內積實質上為零。舉例言之，具有正交偏振之兩個光或光束（或兩個正交地偏振之光或光束）可為具有兩個正交偏振方向（例如，笛卡爾座標系統中之x軸方向及y軸方向）的兩個線性偏振光（或光束）或具有相反旋向性之兩個圓偏振光（例如，左旋圓偏振光及右旋圓偏振光）。

本揭示內容中所提及之波長範圍、光譜或帶係出於繪示性目的。所揭示之光學裝置、系統、元件、組裝件及方法可應用於可見波長帶，及其他波長帶，諸如紫外線（「ultraviolet；UV」）波長帶、紅外線（「infrared；IR」）波長帶，或其組合。用於修飾描述光之處理之光學回應動作，諸如透射、反射、繞射、阻擋或其類似者的術語「實質上」或「主要」意謂光之大部分（包括全部）經透射、反射、繞射或阻擋等。該主要部分可為可基於特定應用需要判定之整個光之預定百分比（大於50%），諸如100%、98%、90%、85%、80%等。

本揭示內容提供一種用於量測光學組件之總體散射及基於被稱為光學記憶效應之現象來判定經量測總體散射中之體積散射及表面散射之各別權重的系統及方法。圖1A及圖1B繪示展示被稱為光學記憶效應之現象的示意圖。如圖1A中所展示，散射介質105可將散射介質105之輸入平面處（例如，平面A處）之輸入波前（例如，平面波前）104散射為散射介質105之輸出平面處（例如，平面B處）之經散射波前108。在平面A處之輸入波前104在特定角度範圍內傾斜時，平面B處之經散射波前108可同樣傾斜，從而導致在散射介質105後方距離 s處之遠場強度光斑圖案（亦即遠場散射光斑圖案或遠場光斑圖案）之平移。遠場強度光斑圖案可經投影至在散射介質105後方具有距離 s之螢幕（例如，在平面C處）上。

圖1B展示在平面A處之輸入波前104逐漸傾斜時投影至螢幕（例如，在平面C處）上的遠場光斑圖案之小部分之四個影像。各影像中之虛線圍封一個大亮點，該大亮點充當用於追蹤光斑圖案之運動的視覺參考。影像（a）中所展示之參考光斑圖案係由垂直入射至散射介質105上之輸入雷射光束產生，其中輸入波前104平行於平面A。影像（b）中所展示之第一經移位光斑圖案係在傳播方向旋轉0.01°且輸入波前104旋轉0.01°時由輸入雷射光束產生。影像（c）中所展示之第二經移位光斑圖案係在傳播方向旋轉0.02°且輸入波前104旋轉0.02°時由輸入雷射光束產生。影像（d）中所展示之第三經移位光斑圖案係在傳播方向旋轉0.03°且輸入波前104旋轉0.03°時由輸入雷射光束產生。

影像（a）之左側所展示之相關函數對應於參考光斑圖案（展示在影像（a）中）與自身（其可被視為移位為零之經移位光斑圖案）之間的交叉相關係數。亦即，影像（a）之左側所展示之相關函數係自相關函數。因此，最大相關係數為1。影像（b）、（c）及（d）中之各者之左側所展示的相關函數對應於參考光斑圖案（展示在影像（a）中）與影像（b）、（c）或（d）中所展示之對應經移位光斑圖案的交叉相關係數。相關係數經繪製為以像素為單位的圖案移位之函數，且相關函數之最大值（或峰值）表示參考光斑圖案（展示在影像（a）中）與對應經移位光斑圖案之間的最大相關（例如，重疊）程度。

在影像（b）及（c）中，在輸入雷射光束圍繞樣品旋轉小角度時，光斑圖案隨著輸入雷射光束之入射角改變而改變。影像（b）或影像（c）之左側所展示之相關函數追蹤此運動，其中相關函數之最大相關係數（或峰值）隨著相關變弱而減小。影像（d）中所展示之經移位光斑圖案與影像（a）中所展示之參考光斑圖案不相關，且影像（d）之左側所展示之相關函數展示零附近之小統計波動。相關函數追蹤光斑圖案，這些光斑圖案又「記住」並追蹤輸入雷射光束至散射介質105上之傳播方向或入射角。

參考圖1A及圖1B，光學記憶效應保持在其內（例如，最大相關係數在其內自約1改變至約0，如圖1B中之影像（a）至（d）中所展示）的平移或視場（「field-of-view；FOV」）可由以下等式近似：FOV = s*λ/(π*L)（單位：孤度或rad），其中λ為入射波長， L為散射層之厚度（例如，圖1A中所展示之散射介質105可包括一或多個散射層），且 s為散射層與螢幕（例如，在平面C處）之間的距離。光學記憶效應在其內保持之平移或FOV被稱作「記憶效應範圍」，其與散射層之厚度 L成反比，且與散射層距螢幕之距離 s及入射波長λ成正比。

在散射層距螢幕之距離 s係固定的時，記憶效應範圍可與（λ/ L）之值成正比。在入射波長λ係固定的時，隨著散射層之厚度 L減小，記憶效應範圍可增加。因此，較薄散射層（例如，表面散射層）可具有比較厚散射層（例如，體積散射層）大得多的記憶效應範圍。表面散射層之厚度通常在與入射波長λ相同之標度下（例如，數百奈米），而體積散射層之厚度通常比入射波長λ大得多（例如，幾微米至幾十微米）。因此，具有500 nm之厚度的表面散射層之記憶效應範圍可為具有50 μm之厚度的體積散射層之記憶效應範圍的約100倍。舉例言之，具有50 μm之厚度的體積散射層之記憶效應範圍可為約0.01 rad（或約0.57度），而具有500 nm之厚度的表面散射層之記憶效應範圍可為約1 rad（或約57度）。

在散射介質105包括具有不同厚度之多個散射源（例如，表面散射源及體積散射源）時，可存在多個不同的記憶效應範圍。經由判定多個記憶效應範圍，可分別識別表面散射及體積散射之散射貢獻。舉例言之，可分別識別來自相對厚散射層內之體積散射及相對薄散射層內之表面散射的散射貢獻。

基於光學記憶效應，本揭示內容提供一種用於量測光學組件之總體散射及判定光學組件之經量測總體散射中的體積散射及表面散射之相對貢獻的系統及方法。經量測總體散射中的體積散射及表面散射之經判定相對貢獻可為改良光學組件之製造過程提供指導。舉例言之，若表面散射經識別為光學組件之經量測總體散射中的主要散射，則改良表面光滑度可減少總體散射。表面光滑度增強可包括對表面進行拋光或將其他類型之表面處理應用於光學組件。若體積散射經識別為光學組件之經量測總體散射中的主要散射，則調整材料調配物或組成物以減少固有材料散射可減少總體散射。

本文中所揭示之系統及方法可應用於光學組件（或光學元件），該光學組件可包括單個層或複數個層堆疊在一起的膜或板（被稱作層狀結構）。具有層狀結構之光學組件可包括至少兩層不同材料及/或結構。舉例言之，具有層狀結構之光學組件可包括基板、安置在基板上之一或多個光學膜及安置在光學膜上之保護膜。在一些具體實例中，具有層狀結構之光學組件可包括其他元件，諸如安置在基板與光學膜之間的對準結構（或層）、安置在保護膜上之蓋玻璃等。光學膜可經配置具有預定光學功能。舉例言之，光學膜可充當透射或反射光學元件，諸如光柵、透鏡或透鏡陣列、稜鏡、偏振器、補償板或相位延遲器等。

在一些具體實例中，光學元件可包括雙折射介質。光學元件亦可被稱作雙折射介質層。在一些具體實例中，雙折射介質層之光軸可經配置為在光學膜之至少一個平面內方向上具有空間變化之位向。在一些具體實例中，光學元件可包括光聚合物層。在一些具體實例中，光聚合物層可為液晶聚合物（「liquid crystal polymer；LCP」）層，其包括聚合（或交聯）液晶（「liquid crystal；LC」）、經聚合物穩定化之LC、感光性LC聚合物或其任何組合。LC可包括向列型LC、扭曲彎曲LC、手性向列型LC、近晶型LC，或其任何組合。在一些具體實例中，光聚合物層可包括除LC以外之雙折射光折射全像材料，諸如非晶形聚合物。在一些具體實例中，光學元件可充當盤貝相位（「Pancharatnam-Berry phase；PBP」）、偏振體積全像（「polarization volume hologram；PVH」）元件或體積布拉格光柵元件。光學元件可實施在用於光束操控、顯示、成像、感測、通信、生醫應用等之系統或裝置中。在一些具體實例中，光學元件可包括基於曝光光圖案來提供折射率調變之感光性材料。在一些具體實例中，光聚合物層可經配置在光聚合物層中具有折射率調變。因此，光聚合物層可被稱作感光性折射率調變聚合物。

舉例言之，光學元件可充當光束操控裝置，其可實施在用於擴增實境（「augmented reality；AR」）、虛擬實境（「virtual reality；VR」）及/或混合實境（「mixed reality；MR」）應用之各種系統中，例如近眼顯示器（「NED」）、抬頭顯示器（「head-up display；HUD」）、頭戴式顯示器（「head-mounted display；HMD」）、智慧型手機、膝上型電腦、電視、載具等。舉例言之，光束操控裝置可實施在顯示器及光學模組中以實現光瞳操控的AR、VR及/或MR顯示系統，諸如全像近眼顯示器、視網膜投影眼鏡及楔形波導顯示器。光瞳操控的AR、VR及/或MR顯示系統具有諸如緊湊性、大視場（「FOV」）、高系統效率及小眼動範圍（eye-box）之特徵。光束操控裝置可實施在光瞳操控的AR、VR及/或MR顯示系統中以在空間上及/或在時間上放大眼動範圍。在一些具體實例中，光束操控裝置可實施在AR、VR及/或MR感測模組中以在寬角度範圍中偵測物件以啟用其他功能。在一些具體實例中，光束操控裝置可實施在AR、VR及/或MR感測模組中以延伸空間受限之光學系統中的感測器之FOV（或偵測範圍），增加感測器之偵測解析度或準確性及/或減少信號處理時間。在一些具體實例中，光束操控裝置可用於自控車輛中之光偵測及測距（「雷射雷達」）系統中。在一些具體實例中，光束操控裝置可用於光學通信中，例如，以提供快速速度（例如，十億位元組/秒級別之速度）及長範圍（例如，千米層級之範圍）。在一些具體實例中，光束操控裝置可實施在微波通信、3D成像及感測（例如，雷射雷達）、微影術及3D列印等中。

在一些具體實例中，光學元件可充當成像裝置，其可實施在用於AR、VR及/或MR應用之各種系統中，從而實現AR、VR及/或MR裝置之輕量級及人體工學設計。舉例言之，成像裝置可實施在顯示器及光學模組中以實現用於AR、VR及/或MR應用之智慧型眼鏡、用於投影儀之緊湊照明光學器件、光場顯示器。在一些具體實例中，成像裝置可替代顯微鏡中具有高數值孔徑之習知物鏡。在一些具體實例中，成像裝置可實施至光源組裝件中以向樣品提供經偏振結構化照明，以用於識別樣品之各種特徵。在一些具體實例中，成像裝置可實現為樣品分析增加新度數之偏振圖案化照明系統。

AR、VR或MR領域或其一些組合中之一些例示性應用將在下文加以解釋。圖2A繪示根據本揭示內容之具體實例的近眼顯示器（「NED」）200之示意圖。圖2B係根據本揭示內容之具體實例的圖2A中所展示之NED 200之一半的橫截面視圖。出於繪示性目的，圖2B展示與左眼顯示系統210L相關聯之橫截面視圖。NED 200可包括控制器（圖中未示）。NED 200可包括經配置以安裝至使用者之頭部之框架205。框架205僅係NED 200之各種組件可安裝至的範例結構。其他合適類型之夾具可代替框架205或與該框架組合而使用。在一些具體實例中，框架205可表示眼鏡之框架。NED 200可包括安裝至框架205之右眼顯示系統210R及左眼顯示系統210L。NED 200可充當VR裝置、AR裝置、MR裝置或其任何組合。在一些具體實例中，在NED 200充當AR或MR裝置時，自使用者之角度看，右眼顯示系統210R及左眼顯示系統210L可為完全或部分透明的，此可向使用者提供周圍真實世界環境之視圖。在一些具體實例中，在NED 200充當VR裝置時，右眼顯示系統210R及左眼顯示系統210L可為不透明的以阻擋來自真實世界環境之光，使得使用者可基於電腦產生之影像來沈浸在VR影像中。

右眼顯示系統210R及左眼顯示系統210L可包括影像顯示組件，其經配置以產生電腦產生之虛擬影像，且在視場（「FOV」）中將電腦產生之虛擬影像導引至左顯示窗215L及右顯示窗215R中。出於繪示性目的，圖2A展示左眼顯示系統210L可包括光源組裝件（例如，投影儀）235，該光源組裝件耦接至框架205且經配置以產生表示虛擬影像之影像光。雖然光源組裝件235經展示為安裝至框架205，但光源組裝件235可安置在NED 200之任何合適位置處。右眼顯示系統210R及左眼顯示系統210L可為任何合適顯示系統。在一些具體實例中，右眼顯示系統210R及左眼顯示系統210L可包括具有層狀結構（例如，包括基板、一或多個光學膜及保護膜等）之一或多個光學組件。在一些具體實例中，右眼顯示系統210R及左眼顯示系統210L可包括光導顯示系統。將在圖3中解釋光導顯示系統之實例。

如圖2B中所展示，NED 200亦可包括檢視光學器件系統280及物件追蹤系統290（例如，眼睛追蹤系統及/或人臉追蹤系統）。檢視光學器件系統280可經配置以將自左眼顯示系統210L輸出之影像光導引至出射光瞳257。出射光瞳257可為使用者之眼睛260之眼睛光瞳255可定位在左眼顯示系統210L之眼動範圍區259中的位置。舉例言之，檢視光學器件系統280可包括一或多個光學元件，其經配置以例如校正自左眼顯示系統210L輸出之影像光中的像差、調整自左眼顯示系統210L輸出之影像光之聚焦或執行自左眼顯示系統210L輸出之影像光的另一類型之光學調整。在一些具體實例中，檢視光學器件系統280可包括具有層狀結構（例如，包括基板、一或多個光學膜及保護膜等）之一或多個光學組件。在一些具體實例中，可省略檢視光學器件系統280。

物件追蹤系統290可包括經配置以照明眼睛260及/或臉部之IR光源291，及經配置以接收由眼睛260反射的IR光且產生與眼睛260相關之追蹤信號（例如，眼睛260之影像）的光學感測器293（例如，攝影機）。在一些具體實例中，物件追蹤系統290亦可包括IR偏轉元件（圖中未示），該IR偏轉元件經配置以使由眼睛260反射之IR光朝向光學感測器293偏轉。在一些具體實例中，物件追蹤系統290可包括具有層狀結構（例如，包括基板、一或多個光學膜及保護膜等）之一或多個光學組件。在一些具體實例中，NED 200可包括可動態調整由真實世界物件反射之光之透射率的適應性調暗元件，由此在VR裝置與AR裝置之間或VR裝置與MR裝置之間切換NED 200。在一些具體實例中，隨著AR/MR裝置與VR裝置之間的切換，適應性調暗元件可用於AR及/MR裝置中以減輕由真實世界物件反射之光及虛擬影像光之亮度的差異。

圖3繪示根據本揭示內容之具體實例的光導顯示系統300之x-z截面視圖。光導顯示系統300可為用於VR、AR及/或MR應用之系統（例如，NED、HUD、HMD、智慧型手機、膝上型電腦或電視等）的部分。舉例言之，光導顯示系統300可包括在圖2B中所展示之左眼顯示系統210L中。如圖3中所展示，光導顯示系統300可包括光源組裝件305、與耦入元件335及耦出元件345耦接之光導310以及控制器317。光源組裝件305可輸出表示虛擬影像之影像光330，且與耦入元件335及耦出元件345耦接之光導310可朝向定位在系統300之眼動範圍區259中的複數個出射光瞳257導引影像光330。

光源組裝件305可包括光源320及光調節系統325。在一些具體實例中，光源320可經配置以產生相干或部分相干光。光源320可包括例如雷射二極體、垂直空腔表面發光雷射、發光二極體或其組合。在一些具體實例中，光源320可為顯示面板，諸如液晶顯示器（「LCD」）面板、矽上液晶（「liquid-crystal-on-silicon；LCoS」）顯示面板、有機發光二極體（「organic light-emitting diode；OLED」）顯示面板、微型發光二極體（「微型LED」）顯示面板、數位光處理（「digital light processing；DLP」）顯示面板、雷射掃描顯示面板或其組合。在一些具體實例中，光源320可為自發射面板，諸如OLED顯示面板或微型LED顯示面板。在一些具體實例中，光源320可為由外部源照明之顯示面板，諸如LCD面板、LCoS顯示面板或DLP顯示面板。外部源之實例可包括雷射、LED、OLED或其組合。光調節系統325可包括經配置以調節自光源320輸出之影像光的一或多個光學組件，例如，經配置以將顯示面板中之像素的線性分佈轉化或轉換成光導310之輸入側處的像素之角度分佈的準直透鏡。

光導310可在位於光導310之第一部分處之耦入元件335處接收影像光330。在一些具體實例中，耦入元件335可將影像光330耦接至光導310內部之全內反射（「total internal reflection；TIR」）路徑中。影像光330可朝向位於光導310之第二部分處之耦出元件345經由TIR在光導310內部傳播。耦出元件345可經配置以將影像光330耦接出光導310作為朝向眼動範圍區259傳播之複數個輸出光332。複數個輸出光332中之各者可呈現與影像光330實質上相同的影像內容。因此，耦出元件345可經配置以在光導310之輸出側處複製自光源組裝件305接收之影像光330以擴展光導顯示系統300之有效光瞳，例如在圖3中所展示之x軸方向上。

光導310可包括面向真實世界環境之第一表面或側310-1及面向眼動範圍區259之對置之第二表面或側310-2。耦入元件335及耦出元件345中之各者可安置在光導310之第一表面310-1或第二表面310-2處。在一些具體實例中，如圖3中所展示，耦入元件335可安置在光導310之第二表面310-2處，且耦出元件345可安置在光導310之第一表面310-1處。在一些具體實例中，耦入元件335可安置在光導310之第一表面310-1處。在一些具體實例中，耦出元件345可安置在光導310之第二表面310-2處。在一些具體實例中，耦入元件335及耦出元件345兩者可安置在同一表面，諸如光導310之第一表面310-1或第二表面310-2處。在一些具體實例中，耦入元件335或耦出元件345可在對應表面處整體形成（例如，至少部分地嵌入）為光導310之部分。在一些具體實例中，耦入元件335或耦出元件345可分開形成，且可安置在對應表面處（例如，附連至對應表面）。

在一些具體實例中，耦入元件335及耦出元件345中之各者可具有包括可見波長帶之至少部分的經設計操作波長帶。在一些具體實例中，耦入元件335及耦出元件345中之各者的經設計操作波長帶可不包括IR波長帶。舉例言之，耦入元件335及耦出元件345中之各者可經配置以使可見光偏轉，且在無偏轉之情況下或在可忽略偏轉之情況下透射IR光。

在一些具體實例中，耦入元件335及耦出元件345中之各者可包括一或多個繞射光柵、一或多個級聯反射器、一或多個稜鏡表面元件及/或全像反射器陣列或其任何組合。在一些具體實例中，耦入元件335及耦出元件345中之各者可包括一或多個繞射結構，例如，繞射光柵。繞射光柵可包括表面起伏光柵、體積全像光柵或偏振全像光柵等。出於論述目的，耦入元件335及耦出元件345亦可分別被稱作耦入光柵335及耦出光柵345。在一些具體實例中，耦入光柵335之週期可經配置以實現光導310內之影像光330之TIR。在一些具體實例中，耦出光柵345之週期可經配置以經由繞射將在光導310內部傳播通過TIR之影像光330耦接出光導310。

光導310可包括經配置以促進影像光330之全內反射的一或多種材料。光導310可包括例如塑膠、玻璃及/或聚合物。光導310可具有相對較小形狀因數。與耦入元件335及耦出元件345耦接之光導310亦可充當影像組合器（例如，AR或MR組合器）。光導310可將表示虛擬影像之影像光332與來自真實世界環境之光334（或真實世界光334）組合，使得虛擬影像可與真實世界影像疊加。在光導顯示系統300之情況下，實體顯示器及電子器件可移動至NED 200之前主體的一側。可實現真實世界環境之實質上完全不受阻的視圖，此增強了AR或MR使用者體驗。

在一些具體實例中，光導310可包括經配置以重新導引、摺疊及/或擴展光源組裝件305之光瞳的額外元件。舉例言之，在一些具體實例中，光導顯示系統300可包括重新導引元件340，該重新導引元件耦接至光導310且經配置以將影像光330重新導引至耦出元件345，使得影像光330經由耦出元件345耦接出光導310。在一些具體實例中，重新導引元件340可配置在與耦出元件345之位置對置的光導310之位置處。舉例言之，在一些具體實例中，重新導引元件340可在對應表面處整體形成為光導310之部分。在一些具體實例中，重新導引元件340可分開形成及安置在光導310之對應表面處（例如，附連至該對應表面）。

在一些具體實例中，重新導引元件340及耦出元件345可具有類似結構。在一些具體實例中，重新導引元件340可包括一或多個繞射光柵、一或多個級聯反射器、一或多個稜鏡表面元件及/或全像反射器陣列或其任何組合。在一些具體實例中，重新導引元件340可包括一或多個繞射結構，例如，繞射光柵。繞射光柵可包括表面起伏光柵、體積全像光柵、偏振全像光柵（例如，液晶偏振全像光柵）或其任何組合。出於論述目的，重新導引元件340亦可被稱作重新導引光柵340。

在一些具體實例中，重新導引元件340及耦出元件345可經配置以在兩個不同方向上在光導310之輸出側處複製自光源組裝件305接收之影像光330，由此提供光導顯示系統300之有效光瞳的二維（「two-dimensional；2D」）擴展。舉例言之，耦出元件345可經配置以在光導310之輸出側處複製自光源組裝件305接收之影像光330以擴展光導顯示系統300之有效光瞳，例如在圖3中所展示之x軸方向上，且重新導引元件340可經配置以在光導310之輸出側處複製自光源組裝件305接收之影像光330以擴展光導顯示系統300之有效光瞳，例如，在圖3中所展示之y軸方向上。

在一些具體實例中，重新導引光柵340及耦出光柵345中之一者可安置在光導310之第一表面310-1處，且重新導引光柵340及耦出光柵345中之另一者可安置在光導310之第二表面310-2處。在一些具體實例中，重新導引光柵340及耦出光柵345可具有光柵條紋（或光柵向量）之不同位向，由此在兩個不同方向上擴展輸入影像光330。舉例言之，耦出光柵345可沿著x軸方向擴展影像光330，且重新導引光柵340可沿著y軸方向擴展影像光330。耦出光柵345可進一步將經擴展輸入影像光耦接出光導310。因此，光導顯示系統300可在光導顯示系統300之光輸出側處提供2D光瞳複製（或光瞳擴展）。在一些具體實例中，重新導引光柵340及耦出光柵345可安置在光導310之同一表面處。另外，為了在多於兩個方向上擴展光導顯示系統300之出射光瞳（或有效光瞳），多於兩個光柵（或繞射結構層）可安置在光導310之光輸出區處。

在一些具體實例中，例如重新導引、摺疊及/或擴展由光源組裝件305產生之光之光瞳的多個功能可組合成單個元件，例如耦出元件345。舉例言之，耦出元件345自身可經配置以提供光導顯示系統300之有效光瞳之2D擴展。舉例言之，耦出光柵345可為包括單個光柵層或單層繞射結構之2D光柵。

光導310、耦入光柵335、耦出光柵345及/或重新導引光柵340可經設計以在可見光譜中實質上透明。耦入光柵335、耦出光柵345及/或重新導引光柵340可為充當光柵之光學膜。舉例言之，耦入光柵335、耦出光柵345及/或重新導引光柵340可為聚合物層，例如，光聚合物膜或液晶聚合物膜等。在一些具體實例中，出於保護目的，保護膜可安置在耦入光柵335、耦出光柵345及/或重新導引光柵340處。在一些具體實例中，光導310亦可耦接至在可見光譜中實質上透明的一或多個額外光學膜。舉例言之，耦入光柵335、耦出光柵345及/或重新導引光柵340可耦接至額外光學膜。

與耦入光柵335、耦出光柵345及/或重新導引光柵340一起安置之光導310可為本揭示內容中所揭示之具有層狀結構之光學組件的實例。具有層狀結構之此類光學組件可至少在可見光波長範圍（例如，約380 nm至約700 nm）中為實質上光學透明的。在光傳播通過光學組件之層狀結構時，具有層狀結構之光學組件可散射光。在光散射係非彈性的，例如，拉曼散射時，光散射可提供光學組件中之多個層之化學（或材料）組成物的資訊。在光散射係彈性的時，光散射可揭示在不同空間標度下光學組件中之多個層之結構資訊：比光之波長小得多（瑞雷散射）、與光之波長相當（米氏散射）或比光之波長大得多（幾何散射）。一些彈性散射行為可導致混濁度，其為基於清晰度之減少的具有層狀結構之光學組件的清晰度或「透視品質」之量度。因此，特別需要量測光學組件在相關光譜範圍中之光散射，確保光學組件之混濁度在預定範圍內，且光學組件滿足設計規格及客戶期望。

可能需要識別及/或視覺化光學組件中之散射源，例如，散射係來自光學組件之體積（亦即，體積散射），抑或來自光學組件之表面（亦即，兩個相鄰層之間的介面處及/或層與外部環境（例如，空氣）之間的介面處之表面散射）。此外，可能需要識別總體經量測散射中來自體積散射及表面散射之相對散射貢獻。散射之識別及/或視覺化可為具有減少散射之光學組件之設計（例如，結構、材料、組成物等）及製造（例如，製造過程改良）提供指導。舉例言之，在表面散射經識別為主要散射時，光學組件之拋光或其他類型之表面處理可減少總體散射。在體積散射經識別為主要散射時，調整材料調配物以減少固有材料散射可減少總體散射。用於量測總體散射及識別總體散射中之表面及體積散射之相對貢獻的所揭示系統及方法可為低成本、高靈敏度及高效的，且可用於光學組件之大批量生產之品質控制過程中。

圖4A示意性地繪示根據本揭示內容之具體實例的用於量測光學組件之總體散射及判定光學組件之經量測總體散射中的體積散射及表面散射之個別貢獻的系統400。圖4A中所展示之視圖可為系統400之示意性俯視圖。如圖4A中所展示，系統400可包括光源405、偵測組裝件403及控制器455。樣品450可安裝在旋轉結構413（例如，旋轉載台、平台、臂等）上，且可位於光源405與偵測組裝件403之間。樣品450可為單層光學組件或多層光學組件（例如，具有層狀結構之光學組件）。光源405可經配置以發射探測光束465，該探測光束經配置以出於散射量測之目的而照明樣品450。探測光束465可具有預定波長範圍（例如，用於量測樣品450之可見光散射的可見光譜內之波長範圍）。在一些具體實例中，光源405可為經配置以發射雷射光束之雷射光源，諸如雷射二極體。在一些具體實例中，雷射光束可為具有約532 nm之中心波長的綠色雷射光束。在一些具體實例中，探測光束465可為具有平面波前之準直雷射光束（出於論述目的，亦被稱作465），沿著系統400之光軸425傳播。在一些具體實例中，光源405之位置可相對於系統400之光軸425固定。在一些具體實例中，光源405可包括與單個雷射波長相關聯之單個雷射光源。在一些具體實例中，光源405可包括與多個不同雷射波長相關聯之複數個雷射光源，並且系統400可用於量測樣品450之光散射，且分離在不同雷射波長下的樣品450之經量測總體散射中的體積散射及表面散射之貢獻。

樣品450可包括位於樣品450之相對側處的光輸入表面450-1及光輸出表面450-2。在一些具體實例中，光輸入表面450-1及光輸出表面450-2可彼此平行。在一些具體實例中，樣品450可具有至少一個彎曲表面，且光輸入表面450-1可不與光輸出表面450-2平行。光輸入表面450-1可接收自光源405輸出之探測光束465。探測光束465可傳播通過樣品450，且在光輸出表面450-2處射出樣品450作為複數個經透射及經散射光束430，例如，包括直接透射光束430a（亦被視為具有0°之散射角的經散射光束）及具有非零散射角之複數個經散射光束430b-430e。自光輸出表面450-2輸出之光束430b-430e可被稱作向前散射光束，且對應散射可被稱作向前散射。

因此，樣品450可將樣品450之輸入平面處（例如，平面A處）的探測光束465之輸入波前（例如，平面波前）467散射為樣品450之輸出平面處（例如，平面B處）的總體經散射波前437。總體經散射波前437可朝向偵測組裝件403傳播。在一些具體實例中，平面A及平面B之位置可為固定的。在一些具體實例中，在樣品450包括表面散射源及體積散射源兩者時，總體經散射波前437可為多個經散射波前之干擾之結果，該多個經散射波前包括例如由一或多個表面散射源產生之一或多個經散射波前及由一或多個體積散射源產生之一或多個經散射波前。換言之，總體經散射波前437可為多個經散射波前之疊加。

偵測組裝件403可經配置以瞄準光輸出表面450-2，以接收自光輸出表面450-2輸出的經散射光束430b-430e中之一或多者（或總體經散射波前437之部分）。舉例言之，偵測組裝件403可相對於系統400之光軸425傾斜，以偵測經散射光束430b-430e中之一或多者（例如，可不偵測直接透射光束430a）。在一些具體實例中，偵測組裝件403之位置可相對於系統400之光軸425固定。此處，位置固定意謂成像裝置410相對於光軸425（或相對於探測光束465之傳播方向，或相對於樣品450）之位向亦固定。偵測組裝件403可包括成像裝置410及安置在成像裝置410前方之隔膜（或膜片）（圖中未示）。隔膜可界定具有預定大小之孔口（例如，預定圓形孔），光束可穿過該孔口到達成像裝置410。換言之，隔膜可界定成像裝置410可經由其接收光束的區域（孔口大小）。隔膜亦可減少可由影像感測器411接收之雜散光。

成像裝置410可包括影像感測器411。在一些具體實例中，成像裝置410亦可包括安置在影像感測器411前方之透鏡或透鏡陣列（圖中未示）。透鏡（或透鏡陣列）可將光束聚焦至影像感測器411上。在一些具體實例中，成像裝置410可為攝影機，且影像感測器411亦可被稱作攝影機感測器。影像感測器411可為包括2D像素陣列之任何合適的2D影像感測器，諸如電荷耦接裝置（「charge-coupled device；CCD」）影像感測器、互補金屬氧化物半導體（「metal-oxide-semiconductor；CMOS」）影像感測器、N型金屬氧化物半導體（「N-type metal-oxide-semiconductor；NMOS」）影像感測器、像素化偏振影像感測器或任何其他影像感測器。

樣品450之散射可在樣品450後方距離 s處產生遠場強度光斑圖案（亦即遠場光斑圖案）。遠場強度光斑圖案可投影至影像感測器411上（例如，至安置在平面C處在樣品450後方距離 s處的影像感測器411之晶片上）。在一些具體實例中，平面C之位置可為固定的。影像感測器411可記錄光斑圖案，且產生光斑圖案之影像。光斑圖案為藉由相干光束之散射獲得的光之精細顆粒圖案，且由多個經散射波前（例如，由表面散射產生之表面經散射波前及由體積散射產生之經散射波前）之干擾而產生。光斑圖案可包括多個光斑或光斑點。隔膜及透鏡（或透鏡陣列）亦可控制光斑圖案之大小。

在樣品450之散射量測期間，控制器455可控制旋轉結構413之旋轉以使得樣品450自其初始位置旋轉，由此在預定傾斜範圍內在逆時針方向420或順時針方向422中之至少一者上使附連（affix）至樣品450之參考軸427（展示在圖4B中）相對於在探測光束465由樣品450散射之前的探測光束465之傳播方向（或相對於光軸425）傾斜。傾斜角θ可形成在樣品450之參考軸427與探測光束465之傳播方向（或光軸425）之間。在樣品450在初始位置處時，附連至樣品450之參考軸427可穿過樣品450之旋轉中心，且可在與探測光束465之傳播方向相同的方向上。樣品450之初始位置可為其中樣品450之傾斜角θ為0°的位置。樣品450之旋轉中心可為固定點，樣品450圍繞該固定點旋轉以在預定傾斜範圍內改變傾斜角θ。在旋轉結構413旋轉時，樣品450可自一個角度位置旋轉至另一角度位置，使得樣品450之傾斜角θ可自一個傾斜角改變成另一傾斜角。在一些具體實例中，傾斜角θ可在預定傾斜範圍中以預定增量自一個傾斜角改變成另一傾斜角。對於預定傾斜範圍之不同子範圍，預定增量可為固定（亦即，恆定）的或變化的。應注意，圖4A中所展示之參考軸427為範例參考軸。附連至樣品450之其他參考軸可用於界定傾斜角。

樣品450之傾斜角 θ可為正或負。舉例言之，逆時針方向420可定義為正方向，且接著順時針方向422可定義為負方向。圖4B展示樣品450逆時針旋轉，使得參考軸427相對於探測光束465之傳播方向（或相對於光軸425）形成正傾斜角 θ。圖4C展示樣品450順時針旋轉，使得參考軸427相對於探測光束465之傳播方向（或光軸425）形成負傾斜角。

參考圖4A至圖4C，在樣品450旋轉時在各傾斜角處，影像感測器411可偵測經散射光束430b-430e中之一或多者，且記錄光斑圖案作為光斑圖案影像資料。在一些具體實例中，為了視覺化光斑圖案，影像感測器411可基於光斑圖案影像資料來產生光斑圖案之影像。在樣品450在整個預定傾斜範圍內以預定增量旋轉之後，影像感測器411可已記錄與樣品450之一系列傾斜角相關聯的一系列光斑圖案（或複數個光斑圖案影像資料集合）。在一些具體實例中，影像感測器411可基於光斑圖案影像資料集合來產生光斑圖案之一系列影像。

參考圖4A，在樣品450在初始位置處（亦即，樣品450之傾斜角 θ為0°）時，探測光束465至樣品450之光輸入表面450-1上的入射角可為0°。在樣品450在初始位置處時，樣品450之角度位置可被稱作參考角度位置，由影像感測器411記錄之光斑圖案（如由光斑圖案影像資料表示）可被稱作參考光斑圖案，且參考光斑圖案之影像可被稱作參考影像。

參考圖4B及圖4C，在樣品450在逆時針方向或順時針方向上旋轉至不同於參考角度位置之角度位置以改變傾斜角時，探測光束465之入射角可變化（例如，增加），且平面A處之輸入波前467可相對於樣品450之光輸入表面450-1傾斜。由於光學記憶效應，平面B處之總體經散射波前437可因此傾斜，從而導致樣品450後方距離 s處的遠場光斑圖案之改變。因此，由影像感測器411記錄之光斑圖案相較於參考光斑圖案可改變，且由影像感測器411產生之光斑圖案之影像相較於參考影像可改變。在一些具體實例中，在樣品450之傾斜角逐漸增加時，輸入波前467之傾斜可逐漸增加，且光斑圖案相對於參考光斑圖案之改變程度可逐漸增加。應注意，在一些具體實例中，光斑圖案之影像可由控制器455產生，而非由影像感測器411產生。為論述方便起見且作為實例，光斑圖案之影像可在本文中描述為由影像感測器411產生。

在樣品450在預定傾斜範圍內傾斜時在各角度位置處（或在各傾斜角處），影像感測器411可偵測經散射光束430b-430e中之一者，且記錄光斑圖案作為光斑圖案影像資料。在一些具體實例中，影像感測器411可基於經記錄光斑圖案影像資料來產生光斑圖案之影像。在一些具體實例中，影像感測器411可將經記錄光斑圖案影像資料傳輸至控制器455，且控制器455可產生光斑圖案之影像。在一些具體實例中，控制器455可經由合適的資料處理或影像處理演算法進一步處理光斑圖案影像資料集合，以判定或識別樣品450之總體經量測散射中的體積散射及表面散射之相對貢獻。將結合圖4D至圖5D解釋經記錄光斑圖案（或光斑圖案影像資料集合）之處理的細節。

雖然以上描述使用向前散射作為實例，但類似於圖4A中所展示之彼等系統的系統亦可用於量測向後散射及識別樣品450之總體向後散射中的體積散射及表面散射之相對貢獻，其中對配置有一些修改。為了量測向後散射，影像感測器411及光源405可安置在樣品450之同一側處。關於向前散射之其他描述亦適用於向後散射。樣品450可旋轉，使得樣品450之光軸427可相對於探測光束465（或光軸425）傾斜。傾斜角可逐漸增加（在逆時針方向或順時針方向上）。在對應於傾斜角之各角度位置處，影像感測器411可偵測經散射光束430b-430e中之一者，且擷取光斑圖案之散射影像資料。

在所揭示具體實例中，影像感測器411可相較於用於量測經散射光束之光強度的習知技術中之單個光二極體或光二極體陣列增強散射量測效能。舉例言之，影像感測器411可提供相較於單個光二極體及光二極體陣列更寬的動態量測範圍。在一些具體實例中，影像感測器411之曝光時間可在約1微秒（µs）至10秒（s）範圍內，從而提供7個數量級之調整。在一些具體實例中，影像感測器411可提供8位元深度，對應於0至2 ⁸（=256）之範圍，從而提供2個數量級。像素之數目可為約10 ⁷，從而提供7個數量級。總之，影像感測器411可支援16個數量級的量測動態範圍。在一些具體實例中，影像感測器411可提供10位元深度、12位元深度或甚至更高深度，從而增加影像感測器411之動態範圍。另外，影像感測器411歸因於較高光收集效率而具有高量測敏感度之優點。影像感測器411可具有至少2*2 cm ²之主動光收集面積，而典型光二極體具有約1*1 mm ²之主動光收集面積。因此，由影像感測器411提供之光收集面積係典型光二極體之光收集面積的至少400倍。此轉換成約400倍的較高光收集效率。

在一些具體實例中，用於使用圖4A中所展示之系統400執行散射量測的過程可包括曝光時間預先設定之第一步驟、暗圖框（dark frame）特徵界定之第二步驟以及資料獲取、暗圖框減法及資料處理之第三步驟。在一些具體實例中，此等過程或步驟可由控制器455及可由控制器455控制之包括在系統400中之各種元件或組件自動執行。在一些具體實例中，一或多個步驟可由系統400之操作員手動執行。

如圖4A至圖4C中所展示，曝光時間預先設定之第一步驟可經執行以針對樣品450之各角度位置（或傾斜角）預先設定影像感測器411之曝光時間。在一些具體實例中，控制器455可控制樣品450之傾斜，且可基於用於判定曝光時間之經預程式化方法來自動判定角度位置之曝光時間。在一些具體實例中，不同角度位置（或傾斜角）之預先設定曝光時間可不同。在一些具體實例中，各別角度位置（或傾斜角）之預先設定曝光時間中之至少兩者可不同，或各別角度位置（或傾斜角）之預先設定曝光時間中之至少兩者可相同。

各種方法可用於針對影像感測器411之各角度位置預先設定曝光時間。在一些具體實例中，由影像感測器411在各角度位置處擷取之直方圖可由控制器455使用合適演算法分析以判定曝光時間。在一些具體實例中，曝光時間可根據在其內可萃取可使用光強度資料的影像感測器411內之工作範圍及由影像感測器411之像素（亦即，像素值）偵測的光強度（或由影像感測器411接收之光強度）判定。影像感測器411之工作範圍可為可由影像感測器411獲取之最大強度值與最小強度值之間的範圍。在由影像感測器411之像素（亦即，像素值）偵測的光強度處於最大強度值或更高（飽和）時，擷取影像中之像素可呈現白色，而在由影像感測器411之像素（亦即，像素值）偵測的光強度處於最小強度值或更低時，擷取影像中之像素可呈現黑色。由影像感測器411之像素（亦即，像素值）偵測的光強度可部分地藉由像素所接收之光子之數目、單個光子之能量及曝光時間來判定。在一些具體實例中，在樣品450之角度位置處，曝光時間可經設定，使得由影像感測器411中之像素偵測的光強度可限於在影像感測器411之總工作範圍的預定較小子範圍（被稱作預定偵測範圍）內。換言之，在樣品450之角度位置處，曝光時間可經設定，使得影像感測器411之像素值可限於在預定像素值範圍內。在經偵測光強度在預定偵測範圍內（或像素值在預定像素值範圍內）時，影像感測器411可提供高於預定臨限值之對比率及信雜比。舉例言之，預定偵測範圍之下限可大於最小強度值，且等於或大於最大強度值之第一百分比（例如，30%、35%、40%或45%等）。預定較小子範圍之上限可等於或小於最大強度值之第二預定百分比（例如，70%、65%、60%或55%等）。第二百分比大於第一百分比。

在判定初始曝光時間之後，在一些具體實例中，實際散射量測可預先執行以檢查不規則性，亦即，任何曝光時間太短抑或太長以致可能造成基於經接收光束430b-430e產生之影像中的不規則或非所要曝光，或經擷取影像資料中之任何不規則資料。若在經產生影像或經擷取影像資料中偵測到任何不規則性，則判定曝光時間之過程可重複以細化或調整曝光時間，直至針對樣品450之後續實際散射量測判定令人滿意的曝光時間集合。在一些具體實例中，可省略檢查不規則性之過程，且初始曝光時間可直接用作最終曝光時間。曝光時間預先設定之第一步驟亦可由控制器455基於預定演算法或程式來自動化。

當在影像感測器411中針對樣品450之各角度位置（或傾斜角）判定及預先設定曝光時間之後，暗圖框特徵界定之第二步驟可經執行以用於移除環境中之環境光及影像感測器411之固有雜訊。參考圖4A至圖4C，為了執行暗圖框特徵界定之步驟，可關閉或關斷光源405，使得樣品450不由探測光束465照明。樣品450可旋轉至不同傾斜角（對應於不同角度位置），且影像感測器411可使用在第一步驟中判定之對應曝光時間來量測樣品450之各角度位置（或傾斜角）處的暗圖框光強度。

可在執行暗圖框特徵界定之第二步驟之後執行資料獲取、暗圖框減法及資料處理之第三步驟。在第三步驟中，可執行樣品450之實際散射量測。仍參考圖4A至圖4C，可接通光源405。樣品450可旋轉至不同角度位置（或傾斜角），且影像感測器411可曝光於穿過隔膜之經散射光束達對應預先設定曝光時間，可記錄經偵測光束之光斑圖案作為光斑圖案影像資料集合（或第一強度資料集合）。控制器455可自第一強度資料集合減去暗圖框光強度資料（或第二強度資料集合）。舉例言之，控制器455可自第一強度資料集合之對應各別像素值減去第二強度資料集合之各別像素值以獲得第三強度資料集合。控制器455可根據合適演算法進一步處理第三強度資料集合以獲得對應角度位置（或傾斜角）處之散射光強度。在一些具體實例中，控制器455可用對應曝光時間縮放或正規化角度位置（或傾斜角）處之散射強度，且獲得對應角度位置（或傾斜角）的每時間單位之散射強度集合。每時間單位之散射強度集合可被稱作第四強度資料集合。

因此，在樣品450在整個預定傾斜範圍（或量測角度範圍）內以預定增量傾斜之後，可記錄一系列光斑圖案作為複數個光斑圖案影像資料集合。在一些具體實例中，影像感測器411或控制器455可基於經獲取光斑圖案影像資料來產生光斑圖案之一系列影像。控制器455可處理複數個光斑圖案影像資料集合以獲得樣品450之各別傾斜角的每時間單位之複數個散射強度集合（或複數個第四強度資料集合）。控制器455可進一步處理複數個第四強度資料集合以判定樣品450之總體經量測散射中的體積散射及表面散射之相對貢獻。

舉例言之，控制器455可經由合適的資料或影像處理演算法處理各第四強度資料集合以產生相關函數。相關函數可定量指示對應光斑圖案相對於參考光斑圖案之重疊程度。在一些具體實例中，相關函數可對應於參考光斑圖案與對應光斑圖案之交叉相關係數。基於經產生相關函數，控制器455可判定相關函數之最大相關係數（或峰值）。相關函數之最大相關係數可表示參考光斑圖案與特定傾斜角處獲得之對應光斑圖案之間的最大相關程度。

圖4D繪示根據本揭示內容之具體實例的第一光斑圖案相對於參考光斑圖案之相關函數480。如圖4D中所展示，水平軸表示像素之移位，且垂直軸表示相關係數。在圖4D中，相關係數可在0與1.0之間的範圍內。相關係數愈高，對應光斑圖案與參考光斑圖案之間的相關性愈高。出於論述目的，在樣品450之傾斜角為0°，亦即，第一光斑圖案為參考光斑圖案時，記錄第一光斑圖案。因此，相關函數480為參考光斑圖案與自身之相關函數，且相關函數480為自相關函數。出於論述目的，在圖4D中，相關函數480係依據第一光斑圖案之複本相對於參考光斑圖案之向右移位距離（例如，以像素為單位）而計算。在移位距離為零時，第一光斑圖案（或參考光斑圖案）及第一光斑圖案之複本完全相關，且相關函數480之最大相關係數（或峰值）為1。隨著移位距離增加，相關係數快速減小至零。

圖4E繪示根據本揭示內容之具體實例的在樣品450之傾斜角為非零，亦即，θ=θc，其中θc為非零時第二光斑圖案相對於參考光斑圖案之相關函數485。如圖4E中所展示，水平軸表示像素之移位，且垂直軸表示相關係數。出於論述目的，在樣品450傾斜至除參考角度位置以外的角度位置，例如，樣品450之傾斜角之絕對值可大於零度時，記錄第二光斑圖案（或記錄光斑圖案影像資料）。出於論述目的，在圖4E中，相關函數485係依據第二光斑圖案相對於參考光斑圖案之向右移位距離（例如，以像素為單位）而計算。由於光源405及影像感測器411之位置為固定的，如圖4A中所展示，在移位距離為零時，相關函數485之最大相關係數（或峰值）仍可出現。隨著移位距離增加，相關係數快速減小至零。相關函數485之最大相關係數為約0.85，其小於圖4D中所展示之相關函數480之最大相關係數1.0。最大相關係數之減小指示圖4E中所展示之第二光斑圖案及參考光斑圖案之相關性比圖4D中所展示之第一光斑圖案及參考光斑圖案之相關性弱。

亦即，在樣品450在預定傾斜範圍內傾斜至不同角度位置時在各角度位置處，影像感測器411可偵測經散射光束430b-430e中之一者，記錄光斑圖案作為光斑圖案影像資料集合。基於光斑圖案，控制器455可計算光斑圖案相對於參考光斑圖案之相關函數，且判定相關函數之最大相關係數。因此，對於預定傾斜範圍，控制器455可判定對應於樣品450之各別角度位置（或傾斜角θ）的各別最大相關係數。基於對應於樣品450之各別傾斜角的經判定各別最大相關係數，控制器455可基於在各種傾斜角處判定之最大相關係數來產生曲線圖，其展示樣品450之最大相關係數與傾斜角θ之間的關係。

圖4F繪示根據本揭示內容之具體實例的展示樣品450之最大相關係數與傾斜角θ之間的例示性關係之曲線圖。曲線490可被稱作樣品450之相關輪廓（或最大相關輪廓、最大相關係數函數）490。相關輪廓展示最大相關係數與傾斜角之間的關係。曲線490上之各點為對應於特定傾斜角之最大相關係數。在一些具體實例中，基於樣品450之相關輪廓，控制器455可判定總體經量測散射中之體積散射及表面散射之各別貢獻。在一些具體實例中，如圖4F中所展示，水平軸表示樣品450之傾斜角θ（單位：rad），且垂直軸表示在各傾斜角處判定之最大相關係數。傾斜角θ可為正或負的。在一些具體實例中，最大相關係數可為經正規化最大相關係數。如圖4F中所展示，最大相關係數在1至0之範圍內。在傾斜角θ為0°時，最大相關係數最大，例如，約1。隨著傾斜角θ之絕對值增加，最大相關係數可首先快速減小至特定值（大於0且小於1），圍繞該值波動，且接著緩慢減小至0。

在一些具體實例中，在樣品450包括體積散射源及表面散射源時，可假定各類型之散射與相關輪廓（指示最大相關係數與傾斜角之間的關係）相關聯。為了解釋原理，以下描述使用極簡情形，其中樣品450包括單個體積散射層及單個表面散射層。因此，存在一個體積散射相關輪廓及一個表面散射相關輪廓，樣品450之總體相關輪廓（類似於圖4F中所展示之曲線圖）可為體積散射相關輪廓及表面散射相關輪廓之加權相干和。經由自總體相關輪廓判定體積散射相關輪廓及表面散射相關輪廓之各別權重（或加權因數），可判定樣品450之總體散射中的體積散射及表面散射之相對貢獻。

圖5A繪示根據本揭示內容之具體實例的在樣品450具有層狀結構（亦即，多層結構）時的樣品450之示意圖。出於論述目的，圖5A展示樣品450包括三個元件層。舉例言之，樣品450可包括第一層452、第二層454及第三層456。在一些具體實例中，第一層452可為基板，第二層454可為光學膜，且出於保護目的，第三層456可為保護膜（例如，三乙醯基纖維素（「Tri-acetyl cellulose；TAC」）膜）。在一些具體實例中，光學膜（第二層454之實例）可包括液晶聚合物（「LCP」），且光學膜可為LCP層。在一些具體實例中，LCP層可包括聚合（或交聯）液晶（「LC」）、聚合物穩定化之LC、感光性LC聚合物或其任何組合。LC可包括向列型LC、扭曲彎曲LC、手性向列型LC、近晶型LC或其任何組合。在一些具體實例中，光學膜可為感光性聚合物層，其包括除LC以外的雙折射光折射全像材料，諸如非晶形聚合物。在一些具體實例中，包括LCP層或聚合物層（例如，非晶形聚合物層）之光學膜可充當盤貝相位（「PBP」）、體積布拉格光柵（「VBG」）元件或偏振體積全像（「PVH」）元件。PVH元件可基於各種方法，諸如全像干擾、雷射直寫、噴墨印刷及各種其他形式之微影術而製造。因此，本文中所描述之「全像」不限於藉由全像干擾或「全像術」來產生。

光學膜（第二層454之實例）可經配置具有預定光學功能。光學膜可充當透射或反射光學元件，諸如稜鏡、透鏡或透鏡陣列、光柵、偏振器、補償板或相位延遲器等。光學膜可包括一或多層膜。光學膜之厚度可在幾微米（「μm」）至幾百微米之範圍內。舉例言之，光學膜之厚度可在5 μm至50 μm、5 μm至60 μm、5 μm至70 μm、5 μm至80 μm、5 μm至90 μm、5 μm至100 μm、10 μm至50 μm、10 μm至60 μm、10 μm至70 μm、10 μm至80 μm、10 μm至90 μm、10 μm至100 μm、抑或5 μm至200 μm等之範圍內。

基板（第一層452之實例）可向形成在其上之各種層、膜及/或結構提供支撐及保護。在一些具體實例中，基板可在可見波長範圍（例如，約380 nm至約700 nm）內為至少部分透明的。在一些具體實例中，基板可在紅外線（「IR」）帶之至少部分（例如，約700 nm至約2 mm）內為至少部分透明的。基板可包括對上述波長範圍之光為至少部分透明的合適材料，諸如玻璃、塑膠、藍寶石或其組合等。基板可為剛性、半剛性、可撓性或半可撓性的。基板可包括平坦表面或彎曲表面，上面可形成有不同層或膜。在一些具體實例中，基板可為另一光學元件或裝置（例如，另一光電元件或裝置）之部分，例如，基板可為固體光學透鏡、固體光學透鏡之部件或光導（或波導）等。舉例言之，基板（第一層452之實例）可為圖3中所展示之光導310，且光學膜（第二層454之實例）可為耦入光柵335、耦出光柵345或重新導引光柵340。

在一些具體實例中，樣品450可包括多於三個層。舉例言之，在一些具體實例中，樣品450可包括安置在第一層452（例如，基板）與第二層454（例如，光學膜）之間的對準結構（圖中未示）。對準結構可提供預定對準圖案以對準光學膜中之分子。對準結構可包括任何合適的對準結構，諸如光對準材料（「photo-alignment material；PAM」）層、機械摩擦對準層、具有異向性奈米壓印之對準層、異向性起伏或鐵電或鐵磁材料層等。

出於論述目的，在具有層狀結構之樣品450中，假定第一層（例如，基板）452實質上無散射，假定第二層（例如，光學膜）454為體積散射源，且假定第三層（例如，TAC膜）456為表面散射源。第三層（例如，表面散射層）456之厚度可在與入射波長λ相同之標度下（例如，數百奈米），而第二層（例如，體積散射層）454之厚度可比入射波長λ大得多，例如，幾微米至幾十微米。因此，第三層（例如，表面散射層）456之記憶效應範圍可比第二層（例如，體積散射層）454之記憶效應範圍大得多（例如，十倍至一百倍）。

圖5B繪示根據本揭示內容之具體實例的來自樣品450之第二層454的體積散射。圖5C繪示根據本揭示內容之具體實例的第二層454之模擬相關輪廓（或最大相關係數函數）510。如圖5C中所展示，水平軸表示第二層454（或樣品450）之傾斜角θ，且垂直軸表示第二層454之最大相關係數S1。圖5C中之相關輪廓510展示在傾斜角θ為零度時最大相關係數S1最大（例如，等於C1），且接著在傾斜角θ之絕對值增加至θ1時快速減小至0。第二層454之記憶效應範圍可被視為約2*θ1（單位：rad）。

圖5D繪示根據本揭示內容之具體實例的來自圖5A中所展示之樣品450之第三層456的表面散射。圖5E繪示根據本揭示內容之具體實例的第三層456之模擬相關輪廓（或最大相關係數函數）520。如圖5E中所展示，水平軸表示第三層456（或樣品450）之傾斜角θ，且垂直軸表示第三層456之最大相關係數S2。圖5E中之相關輪廓520展示在傾斜角θ為零度時最大相關係數S2最大（例如，等於C2），且接著在傾斜角θ之絕對值增加至θ2時緩慢減小至零（或小於預定係數值，其可經設定為接近0，諸如0.01、0.005等）。第三層456之記憶效應範圍可被視為約2*θ2（單位：rad）。

參考圖5B至圖5E，由於第二層（例如，體積散射層）454之記憶效應範圍實質上很窄（例如，小於0.1 rad），雖然第三層（例如，表面散射層）456之記憶效應範圍比第二層（例如，體積散射層）454之記憶效應範圍大得多（例如，十倍至一百倍），但θ2可比θ1大得多，且圖5C中之相關輪廓510自最大相關係數至零之衰減可比圖5C中之相關輪廓520快得多。

圖5F繪示根據本揭示內容之具體實例的圖5A中所展示之樣品450的總體散射。圖5G繪示根據本揭示內容之具體實例的樣品450之總體相關輪廓（或總體最大相關係數函數）530。如圖5G中所展示，水平軸表示樣品450之傾斜角θ，且垂直軸表示樣品450之最大相關係數S0。圖5G中所展示之最大相關係數可為經正規化最大相關係數。對於包括第三層（例如，表面散射層）456及第二層（例如，體積散射層）454兩者之樣品450，樣品450之輸出平面處（例如，平面B處）之總體經散射波前可藉由由第三層456產生之經散射波前及由第二層454產生之經散射波前的干擾引起。因此，圖5F中所展示之樣品450之總體相關輪廓530可為圖5C中所展示之第二層454之相關輪廓510及圖5E中所展示之第三層456之相關輪廓520的加權相干和。換言之，圖5G中所展示之最大相關係數S0可為圖5C中所展示之最大相關係數S1及圖5E中所展示之最大相關係數S2的加權相干和。

應注意，圖5C、圖5E及圖5G中所展示之相關輪廓510、520及530用於展示總體相關輪廓530為相關輪廓510及相關輪廓520之加權相干和。圖5C及圖5E中所展示之相關輪廓510及520並非實際上由控制器455在樣品450之散射量測中獲得或判定。實情為，控制器455可僅基於由影像感測器411記錄之複數個光斑圖案（亦即，基於由影像感測器411產生之光斑圖案影像資料）來獲得或判定總體相關輪廓530。

由於樣品450之總體相關輪廓530為第二層454之相關輪廓510及第三層456之相關輪廓520的加權相干和，經由判定總體相關輪廓530（或最大相關係數S0）中的假想相關輪廓510（或最大相關係數S1）及假想相關輪廓520（或最大相關係數S2）之各別權重，可判定樣品450之總體散射中的來自第二層454之體積散射及來自第三層456之表面散射的相對貢獻。舉例言之，在一些具體實例中，基於樣品450之總體相關輪廓530，控制器455可首先經由合適的資料或影像處理演算法判定第三層456及第二層454之各別記憶效應範圍，且接著經由樣品450之預先構建之模型、演算法或先驗知識自總體相關輪廓530判定相關輪廓510及相關輪廓520之各別權重。舉例言之，控制器455可首先經由合適的資料或影像處理演算法判定表示第三層456及/或第二層454之一或多個各別記憶效應範圍的至少一個傾斜角。

出於繪示性目的，圖5G中之相關輪廓530展示在傾斜角θ為零度時最大相關係數S0最大（例如，等於C0，且C0=1）。隨著傾斜角θ之絕對值自零度逐漸增加至θ3，最大相關係數S0可首先快速減小，接著波動，此可由第三層456所產生之經散射波前及第二層454所產生之經散射波前的干擾引起。圖5G中之相關輪廓530展示在傾斜角θ之絕對值為θ3時最大相關係數S0等於C3（小於1且大於0）。隨著傾斜角θ之絕對值進一步自θ3增加至θ4，最大相關係數S0可實質上單調且緩慢地自C3衰減至零。最大相關係數S0自C0（例如，1）至C3之衰減可比自C3至0之衰減快得多，因為第三層（表面散射層）456之記憶效應範圍通常比第二層（體積散射層）454之記憶效應範圍大得多（例如，十倍至一百倍）。在傾斜角θ之絕對值大於θ3（或θ1）且小於θ4（或θ2）時，最大相關係數S0（或總體相關輪廓530）可主要來自最大相關係數S2（或相關輪廓520），因為最大相關係數S1（或相關輪廓510）已實質上衰減至零（應注意，θ3為圖5C中所展示之θ1）。

在一些具體實例中，控制器455可將最大相關係數S0實質上為零所處的傾斜角θ4（對應於圖5E中之θ2）判定為反映或表示與第三層456之表面散射相關之記憶效應範圍的傾斜角。控制器455可判定第三層456之記憶效應範圍為約2*θ4。在一些具體實例中，控制器455可將傾斜角θ3（對應於圖5C中之θ1）判定為反映或表示與第二層454之體積散射相關之記憶效應範圍的傾斜角。控制器455可判定第二層454之記憶效應範圍為約2*θ3。控制器455可經由合適的資料或影像處理演算法自總體相關輪廓530判定傾斜角θ3。舉例言之，在一些具體實例中，如圖5G中所展示，控制器455可判定總體相關輪廓530之主峰之全寬半高值（「full width half maximum；FWHM」）且基於與FWHM相關之角度來估計θ3。在一些具體實例中，控制器455可藉由辛克函數或高斯函數擬合主峰來判定總體相關輪廓530之主峰之FWHM，且基於經獲得擬合參數來判定第二層454之記憶效應範圍。在一些具體實例中，控制器455可判定各傾斜角之最大相關係數S0之改變速率。在一些具體實例中，控制器455可將最大相關係數S0之改變速率小於預定臨限值改變速率的傾斜角θ3（對應於圖5C中之θ1）判定為反映或表示與第二層454之體積散射相關之記憶效應範圍的傾斜角。第二層454之記憶效應範圍（2*θ3）可為實質上狹窄的，且第三層456之記憶效應範圍（2*θ4）可比第二層454之記憶效應範圍（2*θ3）大得多（例如，十倍至一百倍）。亦即，θ4可比θ3大得多。

在一些具體實例中，基於經判定傾斜角θ3及θ4中之至少一者，值C3可經判定為總體相關輪廓530（或最大相關係數S0）中之相關輪廓520（或最大相關係數S2）之權重。總體相關輪廓530（或最大相關係數S0）中之相關輪廓510（或最大相關係數S1）之權重可在C0=1時計算為（C0 - C3），例如，（1 - C3）。在一些具體實例中，在最大相關係數S0並非經正規化最大相關係數時，C0可等於複數個最大相關係數S0之最大值（或總體相關輪廓530之峰值）。在相關輪廓520之權重經判定為C3之後，相關輪廓510之權重可經判定為總體相關輪廓530中之複數個最大相關係數之最大值與相關輪廓520之權重之間的差，亦即，C0-C3。將結合圖6C論述用於判定值C3之範例方法。

總體相關輪廓530中之相關輪廓510及相關輪廓520之權重分別指示導致樣品450之總體散射的來自第二層454之體積散射及來自第三層456之表面散射的相對貢獻。舉例言之，若樣品450之總體散射經假定為1，則來自第二層454之體積散射之權重可經判定為總體相關輪廓530中之相關輪廓510之權重，且來自第三層456之表面散射之權重可經判定為總體相關輪廓530中之相關輪廓520之權重。因此，樣品450之總體散射中的表面散射之相對貢獻可為C3，且樣品450之總體散射中的體積散射之相對貢獻可為C0 - C3（或若C0=1，則1 - C3）。

自樣品450之總體散射判定的來自第二層454之體積散射及來自第三層456之表面散射的改良權重可為樣品450之製造品質提供指導。基於體積散射及表面散射之經判定權重，控制器455可判定樣品450之主要散射。舉例言之，在來自第三層456之表面散射之權重大於0.5時（例如，在C3＞0.5時），控制器455可判定表面散射為樣品450之主要散射。因此，可推薦對第三層456之拋光或其他類型之表面處理以減少樣品450之總體散射。在來自第二層454之體積散射之權重大於0.5（例如，1 - C3＞0.5）時，控制器455可判定體積散射為樣品450之主要散射。因此，可推薦調整用於製造第二層454之材料調配物以減少樣品450之總體散射。

圖6A繪示根據本揭示內容之具體實例的具有層狀結構之光學組件600的x-z截面視圖，該光學組件之散射可由圖4A中所展示之系統400量測。如圖6A中所展示，光學組件600具有層狀結構，該層狀結構具有三層，包括玻璃基板601、安置在玻璃基板601之表面處的光聚合物層603及安置在光聚合物層603之表面處的TAC層605。玻璃基板601、光聚合物層603及TAC層605之厚度分別為約500 μm、50 μm及60 μm。光學組件600之光散射可經由圖4A中所展示之系統400量測。

在光學組件600在整個預定傾斜範圍內以預定增量傾斜之後，影像感測器411可記錄與樣品450之複數個傾斜角相關聯的複數個光斑圖案（呈複數個光斑圖案影像資料集合之形式）。在一些具體實例中，影像感測器411可產生光斑圖案之複數個影像。應理解，影像感測器411可不產生影像。影像感測器411可將光斑圖案影像資料集合提供至控制器455，該控制器可分析光斑圖案影像資料且基於本文中所揭示之過程來判定體積散射及表面散射之相對貢獻。出於繪示性目的，圖6B繪示根據本揭示內容之具體實例的由包括在圖4A中所展示之系統400中之影像感測器411（或控制器455）產生的光學組件600之光斑圖案之影像。如圖6B中所展示，水平軸及垂直軸表示影像之像素之位置。光斑圖案之光強度分佈由灰度表示，其中較深灰色指示較低光強度，且較淺灰色指示較高光強度。光斑圖案之影像可在光學組件600處於參考角度位置時或在光學組件600傾斜成處於除參考角度位置以外之角度位置時產生。

圖6C繪示根據本揭示內容之具體實例的可由控制器455產生之光學組件600之相關輪廓630。如圖6C中所展示，水平軸表示光學組件600之傾斜角θ，且垂直軸表示光學組件600之最大相關係數S0。出於論述目的，相關輪廓630亦可被稱作本文中之傾斜角依賴性相關輪廓。當傾斜角θ為零度時，最大相關係數S0最大（例如，等於1）。隨著傾斜角θ逐漸增加，最大相關係數S0可首先迅速減小，接著波動。在傾斜角θ為約0.03 rad時，最大相關係數S0為約0.23。在傾斜角θ自0.03 rad逐漸增加至0.08 rad時，最大相關係數S0實質上維持在0.23之平均值（可被稱作自0.03 rad至0.08 rad之傾斜角的相關輪廓630之基線）。圖6C中所展示之值C3可為0.23。

在圖6C之實例中，樣品450之各種預先構建之模型、演算法或先驗知識可用於判定值C3。舉例言之，在一些具體實例中，控制器455可將傾斜角θ3（對應於圖5C中之θ1）判定為反映或表示與第二層454之體積散射相關之記憶效應範圍的傾斜角。控制器455可判定第二層454之記憶效應範圍為約2*θ3。控制器455可經由合適的資料或影像處理演算法自總體相關輪廓530判定傾斜角θ3。舉例言之，在一些具體實例中，如圖5G中所展示，控制器455可判定總體相關輪廓530之主峰之全寬半高值（「FWHM」），且判定對應於總體相關輪廓530之主峰之FWHM的傾斜角之範圍以用於估計θ3。在一些具體實例中，控制器455可藉由辛克函數或高斯函數擬合主峰來判定總體相關輪廓530之主峰之FWHM，且基於經獲得擬合參數來判定第二層454之記憶效應範圍（2*θ3）。在一些具體實例中，控制器455可計算各傾斜角處的經正規化最大相關係數S0之改變速率。在改變速率（絕對值）小於預定臨限值改變速率（其可為接近零之小數目，諸如0.1）時，可判定對應傾斜角（例如，0.03）。對應於0.03 rad之傾斜角的經正規化最大相關係數S0（此處0.23）之值可經判定為C3。在一些具體實例中，可選擇自θ3（此處0.03 rad）至θ4（其可大於0.08 rad）之範圍內的子範圍，例如，自0.03 rad至0.06 rad。在此範圍內，各傾斜角處之改變速率可小於預定臨限值改變速率。可計算經選擇傾斜角範圍0.03 rad至0.06 rad的經正規化最大相關係數之平均值，且可將此平均值（出於論述目的，其經假定為0.23）用作C3。

基於光學組件600之相關輪廓630，控制器455可判定光學組件600之總體散射中的來自光聚合物層603之體積散射及來自TAC層605之表面散射的權重。舉例言之，光學組件600之總體散射經假定為1。根據圖6C，光學組件600之總體散射中的來自TAC層605之表面散射之權重可經判定為約0.23，且光學組件600之總體散射中的來自光聚合物層603之體積散射之權重經判定為約0.78（亦即，1 - 0.23=0.78）。因此，來自光聚合物層603之體積散射可經識別為光學組件600中之主要散射。

為了證實來自光聚合物層603之體積散射為光學組件600中之主要散射，光學組件600之光散射藉由另一類型之機制使用光片顯微鏡量測。圖6D繪示根據本揭示內容之具體實例的由光片顯微鏡獲得的光學組件600之經選擇橫截面之光強度影像。光片顯微鏡典型地包括照明裝置及偵測裝置。光學組件600之單個截塊，例如，光學組件600之A-A'區段，係用由照明裝置產生之雷射光束之薄片（亦即，光片）予以照明，且成像至偵測裝置上。光強度影像展示自光學組件600之不同層之橫截面截塊向前散射的光之光強度分佈。如圖6D中所展示，水平軸表示沿著照明光軸650之位置（單位：μm），且垂直軸表示沿著光學組件600之厚度方向的位置（單位：μm）。光強度分佈由灰度表示，其中較深灰色指示較低光強度，且較淺灰色指示較高光強度。圖6D展示在由光片照明時，光學組件600之向前散射主要發生在光聚合物層603之體積中，及在TAC層605與空氣之間的介面處，如由光聚合物層603中及TAC層605與空氣之間的介面處之相對高光強度指示。由玻璃基板601及TAC層605之體積提供的散射為可忽略的。另外，圖6D展示光聚合物層603之體積中之散射比TAC層605與空氣之間的介面處之散射強得多。亦即，來自光聚合物層603之體積散射可為光學組件600中之主要散射，其與根據圖6C中所展示之光學組件600之相關輪廓630獲得的結果匹配。

本揭示內容亦提供一種用於基於「光學記憶效應」來分別識別來自光學元件或組件之總體散射的體積散射及表面散射之貢獻的方法。該方法可藉由包括在所揭示系統中之一或多個組件執行。組件、結構及/或功能之描述可指結合圖4A至圖6D呈現之以上描述。圖7係繪示根據本揭示內容之具體實例的用於量測光學元件（或組件）之散射及判定光學元件之總體散射中的體積散射及表面散射之各別權重的方法700之流程圖。

如圖7中所展示，方法700可包括藉由光源用探測光束照明安裝至旋轉結構之光學元件（步驟710）。光學元件可將探測光束散射為一或多個經散射光束。方法700可包括藉由控制器控制旋轉結構之旋轉以在預定傾斜範圍內改變光學元件相對於探測光束之傳播方向的傾斜角（步驟720）。光學元件之傾斜角可定義為形成在光學元件之參考軸與探測光束之傳播方向之間的角度，如上文結合圖4A至圖4C所描述。

方法700可包括在光學元件以預定傾斜範圍內之複數個傾斜角配置時藉由影像感測器產生複數個光斑圖案影像資料集合（步驟730）。各光斑圖案影像資料集合可表示自光學元件輸出之經散射光束之光斑圖案。各光斑圖案影像資料集合可由影像感測器基於由影像感測器接收之經散射光束產生。在一些具體實例中，成像感測器可為包括用於成像之2D像素陣列的攝影機感測器。

光學元件可包括表面散射源及體積散射源。方法700可包括藉由控制器處理複數個光斑圖案影像資料集合以判定光學元件之總體散射中的體積散射及表面散射之權重（步驟740）。判定權重之範例過程在上文結合圖6C進行論述。

在一些具體實例中，步驟740可包括針對各傾斜角判定對應光斑圖案相對於參考光斑圖案之相關函數。在一些具體實例中，參考光斑圖案之參考光斑圖案影像資料可在光學元件之傾斜角為零度時由影像感測器記錄或產生。相關函數之判定可基於傾斜角之光斑圖案影像資料及參考光斑圖案之參考光斑圖案影像資料。可針對複數個傾斜角判定複數個相關函數。

在一些具體實例中，步驟740可包括：對於各相關函數，判定特定傾斜角之最大相關係數。因此，可針對複數個傾斜角判定複數個最大相關係數。在一些具體實例中，步驟740可包括正規化複數個經判定最大相關係數以獲得複數個經正規化最大相關係數。

在一些具體實例中，步驟740可包括基於複數個傾斜角及複數個經正規化最大相關係數來判定表面散射源及體積散射源之各別記憶效應範圍。判定各記憶效應範圍可包括判定反映或表示記憶效應範圍之傾斜角。舉例言之，在一些具體實例中，步驟740可包括將經正規化最大相關係數實質上為零的第一傾斜角（例如，圖5G中所展示之θ4）判定為反映或表示表面散射源之記憶效應範圍的傾斜角。在一些具體實例中，步驟740可包括將第二傾斜角（例如，圖5G中所展示之θ3）判定為反映或表示體積散射源之記憶效應範圍的傾斜角。在一些具體實例中，判定第二傾斜角可包括：基於複數個傾斜角之複數個經正規化最大相關係數來判定光學元件之總體相關輪廓；及判定總體相關輪廓之主峰之全寬半高值（「FWHM」），且基於與FWHM相關之一或多個傾斜角來判定第二傾斜角。在一些具體實例中，判定總體相關輪廓之主峰之FWHM可包括藉由辛克函數或高斯函數來擬合總體相關輪廓之主峰。在一些具體實例中，判定第二傾斜角可包括基於經獲得擬合參數來判定第二層454之記憶效應範圍。第二傾斜角可小於第一傾斜角。一旦判定第一傾斜角及第二傾斜角，便可判定表面散射源及體積散射源之各別記憶效應範圍。舉例言之，表面散射源之記憶效應範圍可為第一傾斜角的兩倍，且體積散射源之記憶效應範圍可為第二傾斜角的兩倍。

在一些具體實例中，步驟740可包括基於至少一個傾斜角反映（或表示）表面散射源及體積散射源之記憶效應範圍中之至少一者，判定光學元件之總體散射中的表面散射及體積散射之各別權重。舉例言之，在一些具體實例中，光學元件之總體散射中的體積散射之權重可經判定為對應於第二傾斜角（例如，θ3）之經正規化最大相關係數。在一些具體實例中，光學元件之總體散射中的體積散射之權重可經判定為對應於在自第二傾斜角（例如，θ3）至第一傾斜角（例如，θ4）之範圍內的子範圍內之傾斜角的經正規化最大相關係數之平均值。在一些具體實例中，判定光學元件之總體散射中的表面散射之權重可包括將總體散射中之表面散射之權重判定為1與光學元件之總體散射中的體積散射之權重之間的差。

方法700可包括圖7中未示之其他步驟或過程。舉例言之，在一些具體實例中，在判定光學元件之總體散射中的表面散射及體積散射之各別權重之後，方法700可包括判定光學元件之總體散射中之主要散射，及為與光學元件之製造相關的過程改良提供指導以減少總體散射。

在一些具體實例中，方法700亦可包括針對光學元件之複數個傾斜角判定成像感測器之複數個曝光時間。在一些具體實例中，方法700亦可包括基於各別傾斜角之經判定曝光時間，針對複數個傾斜角在成像感測器中預先設定曝光時間。在一些具體實例中，可省略在成像感測器中預先設定曝光時間之步驟。在一些具體實例中，此等步驟可在步驟730之前執行。

在判定光學元件之各別傾斜角的影像感測器之各別曝光時間之後，步驟730可包括藉由影像感測器使用光學元件之各別傾斜角之各別經判定曝光時間產生表示複數個光斑圖案之複數個光斑圖案影像資料集合。各光斑圖案影像資料集合可包括與在特定傾斜角處偵測到之總體散射相關的第一強度資料集合。舉例言之，光學元件可自對應於第一傾斜角之第一角度位置傾斜至對應於第二傾斜角之第二角度位置。在第一角度位置處，成像感測器可針對第一傾斜角使用第一經判定曝光時間產生表示第一光斑圖案之第一光斑圖案影像資料集合。在第二角度位置處，成像感測器可針對第二傾斜角使用第二經判定曝光時間產生表示第二光斑圖案之第二光斑圖案影像資料集合。

在一些具體實例中，在判定傾斜角之曝光時間之後，方法700亦可包括在光源關斷之情況下，移動旋轉結構以使光學元件傾斜至複數個傾斜角中之各者，以在特定傾斜角處使用相同經判定曝光時間產生表示複數個暗圖框圖案之複數個暗圖框光斑圖案影像資料集合。表示複數個暗圖框圖案中之一者的複數個暗圖框光斑圖案影像資料集合中之各者可包括與環境中之環境光及成像感測器之固有雜訊相關的第二強度資料集合。舉例言之，在光源關斷之情況下，光學元件可自第一角度位置傾斜至第二角度位置。在第一角度位置處，成像感測器可針對第一傾斜角使用第一經判定曝光時間記錄第一暗圖框圖案。在第二角度位置處，成像感測器可針對第二傾斜角使用第二經判定曝光時間記錄第二暗圖框圖案。

在一些具體實例中，步驟740可包括自對應的第一強度資料集合減去第二強度資料集合以獲得複數個傾斜角之複數個第三強度資料集合。步驟740可包括藉由複數個傾斜角之對應曝光時間正規化第三強度資料集合。舉例言之，可自表示第一光斑圖案之第一強度資料集合減去表示第一暗圖框圖案之第二強度資料集合以獲得第一傾斜角之第三強度資料集合。第一角度位置之第三強度資料集合可藉由第一傾斜角之第一經判定曝光時間而正規化。可自表示第二光斑圖案之第一強度資料集合減去表示第二暗圖框圖案之第二強度資料集合以獲得第二傾斜角之第三強度資料集合。第二傾斜角之第三強度資料集合可藉由第二傾斜角之第二經判定曝光時間而正規化。在一些具體實例中，步驟740可包括處理經正規化第三強度資料集合以獲得光學元件之相關輪廓，該相關輪廓取決於傾斜角，亦即，經正規化第三強度資料集合與傾斜角之間的關係。

圖8A繪示可包括在本文中所揭示之光學組件（光學元件）中的光學膜800之示意性三維（「3D」）視圖，所揭示散射量測系統及方法可應用於該光學組件以分別判定體積散射及表面散射之貢獻。舉例言之，光學膜800可為包括在圖5A中所展示之樣品450中的第二層454，或包括在圖6A中所展示之樣品600中的第二層603。光學組件可包括具有多個層之層狀結構或具有單個層之單層結構。光802可傾斜地入射至光學膜800上。圖8B至圖8D示意性地繪示根據本揭示內容之各種具體實例的圖8A中所展示之光學膜800之部分的各種視圖，其展示光學膜800中之光學異向性分子之平面內位向。圖8E至圖8H示意性地繪示根據本揭示內容之各種具體實例的圖8A中所展示之光學膜800之部分的各種視圖，其展示光學膜800中之光學異向性分子之平面外位向。

如圖8A中所展示，雖然出於繪示性目的將光學膜800展示為具有矩形板形狀，但光學膜800可具有任何合適之形狀，諸如圓形形狀。在一些具體實例中，沿著光802之光傳播路徑的一或兩個表面可具有彎曲形狀。在一些具體實例中，光學膜800可包括具有固有或誘導（例如，光誘導）光學異向性之雙折射介質815之層，該雙折射介質為諸如液晶、液晶聚合物、非晶形聚合物。光學膜800亦可被稱作雙折射介質層800。

在一些具體實例中，光學膜800可為聚合物層（或膜）。舉例言之，在一些具體實例中，光學膜800可為液晶聚合物（「LCP」）層。在一些具體實例中，LCP層可包括聚合（或交聯）LC、聚合物穩定化之LC、光反應性LC聚合物或其任何組合。LC可包括向列型LC、扭曲彎曲LC、手性向列型LC、近晶型LC或其任何組合。在一些具體實例中，光學膜800可為聚合物層，其包括除LC以外的雙折射光折射全像材料，諸如非晶形聚合物。光學膜800可具有在一側上之第一表面815-1及在相對側上之第二表面815-2。第一表面815-1及第二表面815-2可為沿著入射光802之光傳播路徑之表面。在一些具體實例中，第一表面815-1可為光學膜800與其上形成光學膜800之基板之間的介面（例如，基板可為圖5A中所展示之第一層452）（或對準結構），且第二表面815-2可為光學膜800與保護膜（例如，TAC膜）或外部環境（例如，空氣）之間的介面。

光學膜800中之雙折射介質815可包括經配置有三維（「3D」）位向圖案之光學異向性分子（例如，LC分子）。在一些具體實例中，雙折射介質815或光學膜800之光軸可經配置為在至少一個平面內方向上具有空間變化之位向。舉例言之，LC材料之光軸可在至少一個平面內線性方向上、在至少一個平面內徑向方向上、在至少一個平面內圓周（例如，方位角）方向上或在其組合上週期性地或非週期性地變化。LC分子可經配置有平面內位向圖案，其中LC分子之指向矢可在至少一個平面內方向上週期性地或非週期性地變化。在一些具體實例中，LC材料之光軸亦可經配置為在平面外方向上具有空間變化之位向。LC分子之指向矢亦可經配置為在平面外方向上具有空間變化之位向。舉例言之，LC材料之光軸（或LC分子之指向矢）可以螺旋方式在平面外方向上扭曲。

圖8B至圖8D示意性地繪示根據本揭示內容之各種具體實例的圖8A中所展示之光學膜800之部分的x-y截面視圖，其展示光學膜800中之光學異向性分子812之平面內位向。圖8B至圖8D中所展示之光學膜800中之光學異向性分子812的平面內位向係出於繪示性目的。在一些具體實例中，光學膜800中之光學異向性分子812可具有其他平面內位向圖案。出於論述目的，棒狀LC分子812用作光學膜800之光學異向性分子812之實例。棒狀LC分子812可具有縱向軸（或在長度方向上之軸）及橫向軸（或在寬度方向上之軸）。LC分子812之縱向軸可被稱作LC分子812之指向矢或LC指向矢。LC指向矢之位向可判定局部光軸位向或在光學膜800之局部點處的光軸之位向。術語「光軸」可指晶體中之方向。在光軸方向上傳播之光可不經歷雙折射（或二次折射）。光軸可為方向而非單線：平行於彼方向之光可不經歷雙折射。局部光軸可指在晶體之預定區內的光軸。出於繪示性目的，假定圖8B至圖8D中所展示之LC分子812之LC指向矢處於光學膜800之表面中或與表面平行的平面中，相對於表面具有實質上較小傾斜角。

圖8B示意性地繪示光學膜800之部分之x-y截面視圖，其展示位於光學膜800之膜平面（例如，第一表面815-1或第二表面815-2中之一者，或平行於第一表面或第二表面的光學膜800之體積內之平面）中的LC分子812之LC指向矢（由圖8B中之箭頭888指示）的位向之週期性平面內位向圖案。膜平面可垂直於光學膜800之厚度方向（例如，圖8B中之z軸方向），且可在光學膜800之體積內或在光學膜800之表面處。LC分子812之LC指向矢在膜平面中的位向可展現在至少一個平面內方向（例如，x軸方向）上之週期性旋轉。LC指向矢之週期性變化的平面內位向形成圖案。圖8B中所展示之LC指向矢之平面內位向圖案亦可被稱作平面內光柵圖案。因此，光學膜800可充當偏振選擇性光柵，例如，PVH光柵或PBP光柵等。

如圖8B中所展示，位於光學膜800之膜平面中的LC分子812可經配置有在沿著表面（或在平行於表面之平面中）之預定方向（例如，x軸方向）上連續改變（例如，旋轉）的LC指向矢之位向。LC指向矢之位向之連續旋轉可形成具有均勻（例如，相同）平面內間距P _in之週期性旋轉圖案。預定方向可為光學膜800之膜平面內之任何合適的方向。出於繪示性目的，圖8B展示預定方向為x軸方向。預定方向可被稱作平面內方向，沿著平面內方向之間距P _in可被稱作平面內間距或水平間距。具有均勻（或相同）平面內間距P _in之圖案可被稱作週期性LC指向矢平面內位向圖案。平面內間距P _in經定義為沿著平面內方向（例如，x軸方向）之距離，LC指向矢之位向在該距離內展現出旋轉了預定值（例如，180°）。換言之，在實質上接近光學膜800之表面（包括在該光學膜之表面處）之區中，光學膜800之局部光軸位向可週期性地在平面內方向（例如，x軸方向）上變化，其中圖案具有均勻（或相同）平面內間距P _in。

另外，在光學膜800之膜平面內，LC分子812之指向矢之位向可展現在預定旋轉方向上之旋轉，例如，在順時針方向或逆時針方向上之旋轉。因此，在光學膜800之膜平面內的LC分子812之指向矢的位向之旋轉可展現旋向性，例如，右旋向性或左旋向性。在圖8B中所展示之具體實例中，在光學膜800之膜平面內，LC分子812之指向矢之位向可展現在順時針方向上之旋轉。因此，在光學膜800之膜平面內的LC分子812之指向矢的位向之旋轉可展現左旋向性。

雖然圖中未示，但在一些具體實例中，在光學膜800之膜平面內，LC分子812之指向矢之位向可展現在逆時針方向上之旋轉。因此，在光學膜800之膜平面內的LC分子812之指向矢的位向之旋轉可展現右旋向性。雖然圖中未示，但在一些具體實例中，在光學膜800之膜平面內，LC分子812之指向矢之位向展現在順時針方向上之旋轉的域（被稱作域D _L）及LC分子812之指向矢之位向展現在逆時針方向上之旋轉的域（被稱作域D _R）可在例如x軸及y軸方向之至少一個平面內方向上交替地配置。

圖8C示意性地繪示光學膜800之部分之x-y截面視圖，其展示位於圖8A中所展示之光學膜800之膜平面內的LC分子812之LC指向矢之變化的平面內位向圖案。圖8D繪示根據本揭示內容之具體實例的沿著圖8C中所展示之光學膜800中之x軸截取的平面內位向圖案之截面。在光學膜800之膜平面內，光學膜800之光軸之位向可展現在自光學膜800之中心至光學膜800之相對周邊的至少兩個相對平面內方向上以變化間距進行的連續旋轉。在一些具體實例中，圖8C中所展示之LC指向矢之位向的平面內位向圖案亦可被稱作透鏡圖案。因此，具有圖8C中所展示之LC指向矢位向的光學膜800可充當偏振選擇性透鏡，例如，PBP透鏡或PVH透鏡等。

如圖8C中所展示，位於光學膜800之膜平面內的LC分子812之位向可配置有平面內位向圖案，該平面內位向圖案在自透鏡中心850至相對透鏡周邊855之至少兩個相對平面內方向上具有變化間距。舉例言之，位於光學膜800之膜平面內的LC分子812之LC指向矢之位向可展現在自透鏡中心850至相對透鏡周邊855之至少兩個相對平面內方向（例如，複數個相對徑向方向）上以變化間距進行的連續旋轉。LC指向矢自透鏡中心850至相對透鏡周邊855之位向可展現在相同旋轉方向（例如，順時針或逆時針）上旋轉。平面內位向圖案之間距Ʌ可定義為在平面內方向（例如，徑向方向）上之距離，LC指向矢之位向（或LC分子812之方位角ϕ）在該距離內自預定初始狀態改變了預定角度（例如，180°）。

如圖8D中所展示，根據沿著x軸方向之LC指向矢場，間距Ʌ可隨距透鏡中心850之距離而變。間距Ʌ可在x-y平面中在至少兩個相對平面內方向（例如，兩個相對徑向方向）上自透鏡中心850至透鏡周邊855單調減小，例如Ʌ ₀＞ Ʌ ₁＞ ... ＞ Ʌ _r。Ʌ ₀係在透鏡圖案之中心區處之間距，其可為最大的。間距Ʌ _r係在透鏡圖案之周邊區（例如，周邊855）處之間距，其可為最小的。在一些具體實例中，LC分子812之方位角ϕ可與自透鏡中心850至光學膜800之LC分子812所處之局部點的距離成比例地改變。

圖8B至圖8D中所展示之LC指向矢之平面內位向圖案係出於繪示性目的。光學膜800可具有LC指向矢之任何合適的平面內位向圖案。出於繪示性目的，在光學膜800為充當軸上球面透鏡之PBP或PVH透鏡時，圖8C及圖8D展示LC指向矢之平面內位向圖案。在一些具體實例中，光學膜800可為充當離軸球面透鏡、圓柱形透鏡、非球面透鏡或自由形式透鏡等之PBP或PVH透鏡。

圖8E至圖8H示意性地繪示根據本揭示內容之各種具體實例的光學膜800之部分之y-z截面視圖，其展示光學膜800中之LC分子812之LC指向矢的平面外位向。出於論述目的，圖8E至圖8H示意性地繪示在平面內（例如，在平行於x-y平面之平面中）位向圖案為圖8B中所展示之週期性平面內位向圖案時LC分子812之LC指向矢的平面外（例如，沿著z軸方向）位向。如圖8E中所展示，在光學膜800之體積內，LC分子812可配置在具有複數個螺旋軸818及沿著螺旋軸之螺旋間距P _h之複數個螺旋結構817中。沿著單個螺旋結構817配置的LC分子812之方位角可圍繞螺旋軸818在例如順時針方向或逆時針方向之預定旋轉方向上不斷變化。換言之，沿著單個螺旋結構817配置的LC分子812之LC指向矢之位向可展現在預定旋轉方向上圍繞螺旋軸818之連續旋轉。亦即，與LC指向矢相關聯之方位角可展現在預定旋轉方向上圍繞螺旋軸之連續改變。因此，螺旋結構817可展現旋向性，例如，右旋向性或左旋向性。螺旋間距P _h可定義為沿著螺旋軸818之距離，LC指向矢之位向在該距離內展現圍繞螺旋軸818旋轉360°，或LC分子之方位角改變360°。

在圖8E中所展示之具體實例中，螺旋軸818可實質上垂直於光學膜800之第一表面815-1及/或第二表面815-2。換言之，螺旋結構817之螺旋軸818可在光學膜800之厚度方向（例如，z軸方向）上。亦即，LC分子812可具有實質上小傾斜角（包括零度傾斜角），且LC分子812之LC指向矢可實質上正交於螺旋軸818。光學膜800可具有垂直間距P _v，其可定義為沿著光學膜800之厚度方向的距離，LC分子812之LC指向矢之位向在該距離內展現圍繞螺旋軸818旋轉180°（或LC指向矢之方位角改變180°）。在圖8E中所展示之具體實例中，垂直間距P _v可為螺旋間距P _h之一半。

如圖8E中所展示，具有第一相同位向（例如，相同傾斜角及方位角）之來自複數個螺旋結構817之LC分子812可形成週期性地分佈在光學膜800之體積內之第一系列平行折射率平面814。雖然未標記，但具有不同於第一相同位向之第二相同位向（例如，相同傾斜角及方位角）的LC分子812可形成週期性地分佈在光學膜800之體積內的第二系列平行折射率平面。不同系列之平行折射率平面可由具有不同位向之LC分子812形成。在相同系列之平行且週期性分佈之折射率平面814中，LC分子812可具有相同位向且折射率可相同。不同系列之折射率平面814可對應於不同折射率。在折射率平面814之數目（或雙折射介質層之厚度）增加至足夠值時，可根據體積光柵之原理來建立布拉格繞射。因此，週期性分佈之折射率平面814亦可被稱作布拉格平面814。在一些具體實例中，如圖8E中展示，折射率平面814可相對於第一表面815-1或第二表面815-2傾斜。在一些具體實例中，折射率平面814可垂直於或平行於第一表面815-1或第二表面815-2。在光學膜800內，可存在不同系列之布拉格平面。相同系列之鄰近布拉格平面814之間的距離（或週期）可被稱作布拉格週期P _B。形成在光學膜800之體積內的不同系列之布拉格平面可產生週期性地分佈在光學膜800之體積中的不同折射率輪廓。光學膜800可經由布拉格繞射而繞射滿足布拉格條件的輸入光。

如圖8E中所展示，光學膜800亦可包括在光學膜800之體積內彼此平行地配置之複數個LC分子指向矢平面（或分子指向矢平面）816。LC分子指向矢平面（或LC指向矢平面）816可為由LC分子812之LC指向矢形成的平面或包括這些LC指向矢之平面。在圖8E中所展示之實例中，LC指向矢平面816中之LC指向矢具有不同位向，亦即，LC指向矢之位向在x軸方向上變化。布拉格平面814可相對於LC分子指向矢平面816形成角度θ。在圖8E中所展示之具體實例中，角度θ可為銳角，例如0° ＜ θ ＜ 90°。具有圖8E中所展示之平面外位向的光學膜800可充當透射PVH元件，例如，透射PVH光柵。

在圖8F中所展示之具體實例中，螺旋結構817之螺旋軸818可相對於光學膜800之第一表面815-1及/或第二表面815-2（或相對於光學膜800之厚度方向）傾斜。舉例言之，螺旋結構817之螺旋軸818可相對於光學膜800之第一表面815-1及/或第二表面815-2具有銳角或鈍角。在一些具體實例中，LC分子812之LC指向矢可實質上正交於螺旋軸818（亦即，傾斜角可為實質上零度）。在一些具體實例中，LC分子812之LC指向矢可相對於螺旋軸818以銳角傾斜。光學膜800可具有垂直週期性（或間距）P _v。在圖8F中所展示之具體實例中，LC指向矢平面816與布拉格平面814之間的角度θ（圖中未示）可為實質上0°或180°。亦即，LC指向矢平面816可實質上平行於布拉格平面814。在圖8F中所展示之實例中，分子指向矢平面816中之指向矢的位向可實質上相同。具有圖8F中所展示之平面外位向的光學膜800可充當反射PVH元件，例如，反射PVH光柵。

在圖8G中所展示之具體實例中，光學膜800亦可包括平行配置在光學膜800之體積內的複數個LC指向矢平面816。在圖8G中所展示之具體實例中，LC指向矢平面816與布拉格平面814之間的角度θ可為實質上直角，例如，θ=90°。亦即，LC指向矢平面816可實質上正交於布拉格平面814。在圖8G中所展示之實例中，LC指向矢平面816中之LC指向矢可具有不同位向。在一些具體實例中，具有圖8G中所展示之平面外位向的光學膜800可充當透射PVH元件，例如，透射PVH光柵。

在圖8H中所展示之具體實例中，在光學膜800之體積中，沿著光學膜800之厚度方向（例如，z軸方向），LC分子812之指向矢（或方位角）可自光學膜800之第一表面815-1至第二表面815-2保持處於相同位向（或相同角度值）。在一些具體實例中，光學膜800之厚度可配置為d=λ/(2*Δn)，其中λ為設計波長，Δn為光學膜800之LC材料的雙折射，且Δn =n _e-n _o，n _e及n _o分別為LC材料之異常及尋常折射率。在一些具體實例中，具有圖8H中所展示之平面外位向的光學膜800可充當PBP元件，例如，PBP光柵。

圖9A至圖9C示意性地繪示根據本揭示內容之具體實例的用於製造光學組件900之過程，該光學組件之散射可藉由本文中所揭示之系統及方法量測。圖9A至圖9C中所展示之過程使用多層光學組件（或層狀光學組件）作為實例。圖9A至圖9C中所展示之製造過程可包括表面對準及聚合。出於繪示性目的，基板及形成在其上之不同層、膜或結構展示為具有平坦表面。在一些具體實例中，基板及不同層或膜或結構可具有彎曲表面。如圖9A中所展示，對準結構910可形成在基板905之表面（例如，頂部表面）上。對準結構910可提供對應於預定平面內位向圖案，諸如圖8B或圖8C中所展示之平面內位向圖案的對準圖案。對準結構910可包括任何合適的對準結構，諸如光對準材料（「PAM」）層、機械摩擦對準層、具有異向性奈米壓印之對準層、異向性起伏或鐵電或鐵磁材料層等。

在一些具體實例中，對準結構910為PAM層，且由PAM層提供之對準圖案可經由任何合適之方法形成，諸如全像干擾、雷射直寫、噴墨印刷或各種其他形式之微影術。PAM層可包括偏振敏感材料（例如，光對準材料），其在曝光於偏振光照射時可具有光誘導之光學異向性。偏振敏感材料之分子（或片段）及/或光產物可經配置以在偏振光照射下產生位向排序。舉例言之，偏振敏感材料可溶解於溶劑中以形成溶液。可使用例如旋塗、狹縫塗佈、刮塗、噴塗或噴射（噴墨）塗佈或印刷之任何合適的溶液分配過程將溶液分配在基板905上。可使用例如乾燥或加熱之合適過程自經塗佈溶液移除溶劑，從而在基板905上留下偏振敏感材料。

可經由偏振光照射來光學圖案化偏振敏感材料，以形成對應於預定平面內位向圖案之對準圖案。在一些具體實例中，偏振敏感材料可包括細長的異向性感光性單元（例如，小分子或聚合分子之片段）。在經受偏振光照射之足夠曝光之後，可在偏振敏感材料中誘導異向性感光性單元之局部對準方向，從而產生偏振敏感材料之光軸的對準圖案（或平面內調變）。

在一些具體實例中，可經由單個分配過程在基板上形成偏振敏感材料之整個層，且可使該偏振敏感材料層經受偏振光照射，該偏振光照射在安置有偏振敏感材料之整個層的預定空間中具有實質上均勻強度及空間變化之位向（或偏振方向）之線性偏振。在一些具體實例中，可經由複數個分配過程在基板上形成偏振敏感材料之整個層。舉例言之，在第一時段期間，可將第一預定量之偏振敏感材料分配在基板905之第一位置處，且將其曝光於第一偏振光照射。在第二時段期間，可將第二預定量之偏振敏感材料分配在基板905之第二位置處，且將其曝光於第二偏振光照射。第一偏振光照射可在安置有第一預定量之偏振敏感材料的空間中具有第一均勻強度及第一線性偏振方向。第二偏振光照射可在安置有第二預定量之偏振敏感材料的空間中具有第二均勻強度及第二線性偏振方向。第一均勻強度及第二均勻強度可實質上相同。第一線性偏振方向及第二線性偏振方向可彼此實質上相同或不同。可重複該過程，直至獲得提供所要對準圖案之PAM層。

基板905可提供對形成在其上之各種層、膜及/或結構的支撐及保護。在一些具體實例中，基板905亦可在可見波長帶（例如，約380 nm至約900 nm）中為透明的。在一些具體實例中，基板905亦可在紅外線（「IR」）帶之至少部分（例如，約900 nm至約1 mm）中為至少部分透明的。基板905可包括對上述波長範圍之光為至少部分透明的合適材料，諸如玻璃、塑膠、藍寶石或其組合等。基板905可為剛性、半剛性、可撓性或半可撓性的。基板905可包括平坦表面或彎曲表面，上面可形成有不同層或膜。在一些具體實例中，基板905可為另一光學元件或裝置（例如，另一光電元件或裝置）之部分。舉例言之，基板905可為固體光學透鏡、固體光學透鏡之部分，或光導（或波導）等。在一些具體實例中，基板905可為諸如顯示螢幕之功能裝置之部分。

在對準結構910形成在基板905上之後，如圖9B中所展示，可藉由將雙折射介質分配（例如，塗佈或沈積）至對準結構910上來在對準結構910上形成雙折射介質層915。雙折射介質可具有固有雙折射，且可包括光學異向性分子。在一些具體實例中，雙折射介質可包括一或多種可聚合雙折射材料，諸如反應性介晶（「reactive mesogen；RM」）。RM亦可被稱作可聚合介晶或液晶化合物，或可聚合LC。出於論述目的，術語「液晶分子」或「LC分子」可涵蓋可聚合LC分子（例如，RM分子）及非可聚合LC分子兩者。出於論述目的，在以下描述中，RM係用作可聚合雙折射材料之實例，且RM分子係用作包括在可聚合雙折射材料中之光學異向性分子的實例。在一些具體實例中，亦可使用除RM以外的可聚合雙折射材料。

在一些具體實例中，雙折射介質亦可包括其他成分，諸如溶劑、引發劑（例如，光引發劑或熱引發劑）、手性摻雜劑或界面活性劑等。在一些具體實例中，雙折射介質可不具有固有或誘導手性。在一些具體實例中，雙折射介質可具有固有或誘導手性。舉例言之，在一些具體實例中，雙折射介質可包括主體雙折射材料及以預定濃度摻雜至主體雙折射材料中之手性摻雜劑。手性可藉由摻雜至主體雙折射材料中之手性摻雜劑（例如，摻雜至非手性RM中之手性RM）引入。在一些具體實例中，雙折射介質可包括具有固有分子手性之雙折射材料，且手性摻雜劑可不摻雜至雙折射材料中。雙折射介質之手性可由雙折射材料之固有分子手性產生。舉例言之，雙折射材料可包括手性液晶分子，或具有一或多個手性官能基之分子。

在一些具體實例中，雙折射介質可溶解在溶劑中以形成溶液。可將適量溶液分配（例如，塗佈或噴射等）在對準結構910上以形成雙折射介質層915，如圖9C中所展示。在一些具體實例中，可使用例如旋塗、狹縫塗佈、刮塗、噴塗或噴射（噴墨）塗佈或印刷之合適過程將含有雙折射介質之溶液塗佈在對準結構910上。在一些具體實例中，可加熱雙折射介質以移除剩餘溶劑。此過程可被稱作曝光前加熱。對準結構910可提供至緊鄰於對準結構910（包括與該對準結構接觸）之至少RM分子之表面對準。舉例言之，對準結構910可至少使在預定平面內位向圖案中與對準結構910接觸之RM分子對準。此類對準程序可被稱作表面介導之對準。

在一些具體實例中，在對準結構910為PAM層時，雙折射介質中之RM分子可沿著PAM層中之異向性感光性單元的局部對準方向至少部分地對準，以形成預定平面內位向圖案。因此，形成在PAM層中之對準圖案（或PAM層之光軸之平面內位向圖案）可轉移至雙折射介質層915。此類對準程序可被稱作表面介導之光對準。用於表面介導之光對準的光對準材料亦可被稱作表面光對準材料。

在一些具體實例中，在雙折射介質層915中之光學異向性分子（例如，RM分子）藉由對準結構910對準之後，可在對應於RM之向列相之溫度範圍中熱處理（例如，退火）雙折射介質層915以增強RM之對準（或位向圖案）（圖9C中未示）。此過程可被稱作曝光後熱處理（例如，退火）。在一些具體實例中，可省略雙折射介質層915之熱處理。

在一些具體實例中，在RM藉由對準結構910對準之後，可對RM進行聚合，例如，熱聚合或光聚合，以固化及穩定雙折射介質層915之光軸的位向圖案。在一些具體實例中，如圖9C中所展示，雙折射介質層915可用例如UV光944照射。在足夠UV光照射下，可使雙折射介質層915中之RM單體聚合或交聯以穩定雙折射介質層915之光軸的位向圖案。在一些具體實例中，在UV光照射下RM單體之聚合可在空氣中或在例如由氮氣、氬氣、二氧化碳形成之惰性氛圍中或在真空中進行。在使RM聚合之後，雙折射介質層915可變為LCP層917，例如，聚合之RM層917。因此，如圖9C所展示，可獲得具有層狀結構之光學組件900。

圖10A及圖10B示意性地繪示根據本揭示內容之具體實例的用於製造具有層狀結構之光學組件1000的過程。圖10A及圖10B中所展示之過程可包括將感光性聚合物分配（例如，塗佈、沈積、噴墨印刷等）在基板905之表面（例如，頂部表面）上以形成感光性聚合物層1010。在一些具體實例中，可將感光性聚合物與諸如溶劑及光敏劑之其他成分混合，在該溶劑中，感光性聚合物可溶解以形成溶液。可使用合適過程將溶液分配在基板905上，該過程為例如旋塗、狹縫塗佈、刮塗、噴塗或噴射（噴墨）塗佈或印刷。可使用例如乾燥或加熱之合適過程自經塗佈溶液移除溶劑，從而在基板905上留下感光性聚合物。

在感光性聚合物層1010形成在基板905上之後，如圖10B中所展示，感光性聚合物層1010可曝光於偏振光照射1020。在一些具體實例中，偏振光照射1020可在安置有感光性聚合物層1010之預定空間內具有實質上均勻強度及線性偏振之3D空間變化之位向（或偏振方向）。亦即，偏振光照射1020可在安置有感光性聚合物層1010之預定空間內提供3D偏振場。在一些具體實例中，偏振光照射1020可包括基於相對旋向性之兩個相干圓偏振光束產生的偏振干擾圖案。感光性聚合物層1010在偏振干擾曝光過程期間曝光於偏振干擾圖案時可經光學圖案化。可在偏振干擾曝光過程期間界定在曝光區中感光性聚合物層1010之光軸的位向圖案。

感光性聚合物之分子可包括嵌入在主聚合物鏈或側聚合物鏈中之一或多個偏振敏感光反應性基團。在感光性聚合物層1010之偏振光照射過程期間，偏振敏感光反應性基團之光對準可發生在感光性聚合物層1010之體積內（或中、內部）。因此，由偏振光照射1020提供之3D偏振場可直接記錄在感光性聚合物層1010之體積內（或中、內部）。換言之，感光性聚合物層1010可經光學圖案化以形成經圖案化之感光性聚合物層（出於論述目的在圖10B中被稱作1017）。圖10B中所展示之此類對準程序可被稱作塊體介導之光對準。包括在用於圖10B中所展示之塊體介導之光對準的感光性聚合物層1010中之感光性聚合物亦可被稱作體積記錄介質或塊體PAM。與用於圖9A至圖9C中所展示之表面介導之光對準的PAM層（例如，910）相比，用於圖10B中所展示之塊體介導之光對準的感光性聚合物層1010可相對較厚。因此，如圖10B所展示，可獲得具有層狀結構之光學組件1000。

在一些具體實例中，包括在感光性聚合物層1010中之感光性聚合物可包括非晶形聚合物、LC聚合物等。感光性聚合物之分子可包括嵌入在主聚合物鏈或側聚合物鏈中之一或多個偏振敏感光反應性基團。在一些具體實例中，偏振敏感光反應性基團可包括偶氮苯基、肉桂酸酯基或香豆素基等。在一些具體實例中，感光性聚合物可為非晶形聚合物，其在經歷偏振光照射1020之前可最初係光學等向性的，且可在經受偏振光照射1020之後展現誘導（例如，光誘導）之光學異向性。在一些具體實例中，感光性聚合物可為LC聚合物，其中歸因於光誘導之光學異向性的效應，可記錄雙折射及平面內位向圖案。在一些具體實例中，感光性聚合物可為具有嵌入在側聚合物鏈中之偏振敏感肉桂酸酯基的LC聚合物。在一些具體實例中，在感光性聚合物層1010包括LC聚合物時，可在對應於LC聚合物之液晶狀態的溫度範圍中對經圖案化感光性聚合物層1017進行熱處理（例如，退火）以增強LC聚合物之光誘導之光學異向性（圖10B中未示）。

參考圖9A至圖10B，在一些具體實例中，具有層狀結構之光學組件900或1000之製造過程可包括額外步驟。舉例言之，在一些具體實例中，製造過程亦可包括出於保護目的而在LCP層917或經圖案化感光性聚合物層1017上形成保護膜（例如，TAC膜）。在一些具體實例中，製造過程亦可包括將蓋玻璃安置在保護膜上。在一些具體實例中，基於圖9A至圖9C中所展示之製造過程製造的光學組件900及基於圖10A及圖10B中所展示之製造過程製造的光學組件1000可為液晶偏振全像（「liquid crystal polarization hologram；LCPH」）組件或裝置。出於論述目的，在本揭示內容中，術語「LCPH」可涵蓋基於LC之偏振全像及基於除LC以外之雙折射光折射全像材料的偏振全像（例如，非晶形聚合物）。LCPH組件可為反射光學組件或透射光學組件，諸如PBP組件、反射PVH組件或透射PVH組件。在一些具體實例中，基於圖9A至圖9C中所展示之製造過程製造的光學組件900及基於圖10A及圖10B中所展示之製造過程製造的光學組件1000可為被動LCPH元件。

在製造光學組件900或1000之後，可使用本文中所揭示之系統400測試光學組件900或1000之散射性質。基於經量測總體散射及上文所描述之方法，可判定由光學組件900或1000之各種組件提供的體積散射及表面散射之各別貢獻。可基於各別貢獻提供指導。舉例言之，在體積散射構成對總體散射之主要貢獻時，可提供指導以調整光學組件900或1000之材料調配物以減少總體散射。在表面散射構成對總體散射之主要貢獻時，可提供指導以對表面進行拋光或將其他類型之表面處理應用於表面以減少總體散射。

在一些具體實例中，本揭示內容提供一種系統，該系統包括經配置以發射探測光束以照明光學元件之光源。該系統亦包括旋轉結構，光學元件安裝至該旋轉結構。該系統亦包括控制器，其經配置以控制旋轉結構旋轉以在預定傾斜範圍內改變光學元件相對於探測光束之傳播方向的傾斜角。該系統亦包括影像感測器，其經配置以接收自由探測光束照明之光學元件輸出的一或多個經散射光束，且在光學元件以預定傾斜範圍內之複數個傾斜角配置時產生複數個光斑圖案影像資料集合。控制器經配置以處理複數個光斑圖案影像資料集合以判定光學元件之總體散射中的體積散射及表面散射之各別權重。

在一些具體實例中，影像感測器係攝影機感測器。在一些具體實例中，在光學元件旋轉至各別傾斜角時，影像感測器之位置係固定的。在一些具體實例中，控制器經配置以處理複數個光斑圖案影像資料集合以判定光學元件之總體散射中的表面散射之第一權重，且基於表面散射之第一權重來判定光學元件之總體散射中的體積散射之第二權重。

在一些具體實例中，對於與各傾斜角相關聯之各光斑圖案影像資料集合，控制器經配置以判定光斑圖案影像資料集合相對於參考光斑圖案影像資料集合之相關函數。在一些具體實例中，對於與各傾斜角相關聯之各相關函數，控制器經配置以判定相關函數之最大相關係數。在一些具體實例中，控制器經配置以基於與光學元件之複數個傾斜角相關聯的複數個最大相關係數來判定光學元件之傾斜角依賴性相關輪廓，傾斜角依賴性相關輪廓表示最大相關係數與傾斜角之間的關係。

在一些具體實例中，光學元件包括產生表面散射之表面散射源及產生體積散射之體積散射源，且控制器經配置以基於傾斜角依賴性相關輪廓來判定至少一個傾斜角，該至少一個傾斜角表示表面散射源或體積散射源中之至少一者的記憶效應範圍。

在一些具體實例中，控制器經配置以基於表示記憶效應範圍之至少一個傾斜角來判定光學元件之總體散射中的表面散射及體積散射之各別權重。

在一些具體實例中，基於與光學元件之複數個傾斜角相關聯的複數個最大相關係數，控制器經配置以：判定第一傾斜角，來自該第一傾斜角之最大相關係數小於預定係數值。

在一些具體實例中，控制器經配置以：基於與光學元件之複數個傾斜角相關聯的複數個最大相關係數來判定光學元件之傾斜角依賴性相關輪廓，傾斜角依賴性相關輪廓表示最大相關係數與傾斜角之間的關係；及基於光學元件之傾斜角依賴性相關輪廓來判定第二傾斜角。

在一些具體實例中，控制器經配置以：將表面散射之第一權重判定為對應於第一傾斜角之最大相關係數或判定為對應於在第一傾斜角與第二傾斜角之間選擇的傾斜角之子範圍的最大相關係數之平均值；及將體積散射之第二權重判定為複數個最大相關係數之最大值與第一權重之間的差。

在一些具體實例中，控制器經配置以針對光學元件之複數個傾斜角判定成像感測器之複數個曝光時間。在一些具體實例中，在發射探測光束之光源接通的情況下，控制器經配置以旋轉旋轉結構以在預定傾斜範圍內改變光學元件之傾斜角，且影像感測器經配置以使用與各傾斜角相關聯之曝光時間產生各光斑圖案影像資料集合。

在一些具體實例中，本揭示內容提供一種方法。該方法包括藉由光源用探測光束照明安裝至旋轉結構之光學元件。該方法亦包括藉由控制器控制旋轉結構之旋轉以在預定傾斜範圍內改變光學元件相對於探測光束之傳播方向的傾斜角。該方法亦包括在光學元件以預定傾斜範圍內之複數個傾斜角配置時藉由影像感測器產生複數個光斑圖案影像資料集合。該方法亦包括藉由控制器處理複數個光斑圖案影像資料集合以判定光學元件之總體散射中的體積散射及表面散射之各別權重。

在一些具體實例中，藉由控制器處理複數個光斑圖案影像資料集合以判定光學元件之總體散射中的體積散射及表面散射之各別權重包括：判定光學元件之總體散射中的表面散射之第一權重；及基於表面散射之第一權重來判定光學元件之總體散射中的體積散射之第二權重。

在一些具體實例中，藉由控制器處理複數個光斑圖案影像資料集合以判定光學元件之總體散射中的體積散射及表面散射之各別權重包括：對於對應於各傾斜角之各光斑圖案影像資料集合，判定光斑圖案影像資料集合相對於參考光斑圖案影像資料集合之相關函數；對於與各傾斜角相關聯之各相關函數，判定相關函數之最大相關係數，由此獲得複數個傾斜角之複數個最大相關係數；及判定第一傾斜角，對應於該第一傾斜角之最大相關係數小於預定係數值。

在一些具體實例中，該方法亦包括基於與光學元件之複數個傾斜角相關聯的複數個最大相關係數來判定光學元件之傾斜角依賴性相關輪廓，傾斜角依賴性相關輪廓表示最大相關係數與傾斜角之間的關係；及基於光學元件之傾斜角依賴性相關輪廓來判定第二傾斜角。

在一些具體實例中，藉由控制器處理複數個光斑圖案影像資料集合以判定光學元件之總體散射中的體積散射及表面散射之各別權重亦包括將表面散射之第一權重判定為對應於第一傾斜角之最大相關係數或判定為對應於在第一傾斜角與第二傾斜角之間選擇的傾斜角之子範圍的最大相關係數之平均值；及將體積散射之第二權重判定為複數個最大相關係數之最大值與第一權重之間的差。

本文中所描述之步驟、操作或過程中之任一者可藉由一或多個硬體及/或軟體模組單獨地執行或實施或與其他裝置組合地執行或實施。在一個具體實例中，軟體模組藉由電腦程式產品實施，其包括含有電腦程式碼之電腦可讀取介質，其可藉由電腦處理器執行以用於執行所描述之任何或所有步驟、操作或過程。在一些具體實例中，硬體模組可包括硬體組件，諸如裝置、系統、光學元件、控制器、電路、邏輯閘等。

此外，在圖式中所繪示之具體實例展示單個元件時，應理解，具體實例或未展示在圖式中但在本揭示內容之範圍內的具體實例可包括複數個此類元件。同樣地，在圖式中所繪示之具體實例展示複數個此類元件時，應理解，具體實例或未展示在圖中但在本揭示內容之範圍內的具體實例可包括僅一個此類元件。圖式中所繪示之元件之數目僅出於繪示目的，且不應被視為限制具體實例之範圍。此外，除非另外指出，否則圖式中所展示之具體實例並不相互排斥，且其可以任何合適方式組合。舉例言之，展示在一個圖/具體實例中但未展示在另一圖/具體實例中之元件可仍然包括在另一圖/具體實例中。在本文中所揭示之包括一或多個光學層、膜、板或元件之任何光學裝置中，圖中所展示之層、膜、板或元件之數目僅出於繪示性目的。在仍在本揭示內容之範圍內的在圖中未展示之其他具體實例中，相同或不同的圖/具體實例中所展示之相同或不同的層、膜、板或元件可以各種方式組合或重複以形成堆疊。

已描述各種具體實例以繪示例示性實施方式。基於所揭示具體實例，在不脫離本揭示內容之範圍的情況下，所屬技術領域中具有通常知識者可進行各種其他改變、修改、重新配置及取代。因此，雖然已參考以上具體實例詳細描述本揭示內容，但本揭示內容不限於上文所描述之具體實例。在不脫離本揭示內容之範圍的情況下，可以其他等效形式實施本揭示內容。本揭示內容之範圍由隨附申請專利範圍界定。

104:輸入波前 105:散射介質 108:經散射波前 200:近眼顯示器 205:框架 210L:左眼顯示系統 210R:右眼顯示系統 215L:左顯示窗 215R:右顯示窗 235:光源組裝件 255:眼睛光瞳 257:出射光瞳 259:眼動範圍區 260:眼睛 280:檢視光學器件系統 290:物件追蹤系統 291:IR光源 293:光學感測器 300:光導顯示系統 305:光源組裝件 310:光導 310-1:第一表面 310-2:第二表面 317:控制器 320:光源 325:光調節系統 330:影像光 332:輸出光/影像光 334:光/真實世界光 335:耦入元件/耦出光柵 340:重新導引元件/重新導引光柵 345:耦出元件/耦出光柵 400:系統 403:偵測組裝件 405:光源 410:成像裝置 411:影像感測器 413:旋轉結構 420:逆時針方向 422:順時針方向 425:光軸 427:參考軸/光軸 430a:直接透射光束 430b:光束/經散射光束/經接收光束 430c:光束/經散射光束/經接收光束 430d:光束/經散射光束/經接收光束 430e:光束/經散射光束/經接收光束 437:總體經散射波前 450:樣品 450-1:光輸入表面 450-2:光輸出表面 452:第一層 454:第二層 455:控制器 456:第三層 465:探測光束 467:輸入波前 480:相關函數 485:相關函數 490:曲線 510:模擬相關輪廓/相關輪廓 520:模擬相關輪廓/相關輪廓 530:總體相關輪廓/相關輪廓 600:光學組件/樣品 601:玻璃基板 603:光聚合物層/第二層 605:TAC層 630:相關輪廓 650:照明光軸 700:方法 710:步驟 720:步驟 730:步驟 740:步驟 800:光學膜 802:光 812:光學異向性分子/棒狀LC分子/LC分子 814:第一系列平行折射率平面/折射率平面/布拉格平面 815:雙折射介質 815-1:第一表面 815-2:第二表面 816:LC分子指向矢平面/LC指向矢平面/分子指向矢平面 817:螺旋結構 818:螺旋軸 850:透鏡中心 855:相對透鏡周邊/透鏡周邊/周邊 888:箭頭 900:光學組件 905:基板 910:對準結構 915:雙折射介質層 917:LCP層/聚合之RM層 944:UV光 1000:光學組件 1010:感光性聚合物層 1017:經圖案化感光性聚合物層 1020:偏振光照射 A-A':區段 A:平面 B:平面 C:平面 a:影像 b:影像 c:影像 d:影像 L:厚度 P _B:布拉格週期 P _in:平面內間距/間距 P _v:垂直間距/垂直週期性 s:距離 S0:最大相關係數 S1:最大相關係數 S2:最大相關係數 θ:傾斜角 ϕ:方位角

以下圖式係根據各種所揭示具體實例出於繪示性目的而提供且並不意欲限制本揭示內容之範圍。在附圖中：

[圖1A]及[圖1B]繪示展示光學記憶效應之物理現象的示意圖；

[圖2A]繪示根據本揭示內容之具體實例的近眼顯示器（「near-eye display；NED」）之示意圖；

[圖2B]繪示根據本揭示內容之具體實例的圖2A中所展示之NED之一半的示意性橫截面視圖；

[圖3]繪示根據本揭示內容之具體實例的光導顯示系統之示意圖；

[圖4A]繪示根據本揭示內容之具體實例的散射量測系統之示意圖；

[圖4B]繪示根據本揭示內容之具體實例的展示圖4A之散射量測系統中的樣品在逆時針方向上之傾斜的示意圖；

[圖4C]繪示根據本揭示內容之具體實例的展示圖4A之散射量測系統中的樣品在順時針方向上之傾斜的示意圖；

[圖4D]繪示根據本揭示內容之具體實例的由圖4A中所展示之散射量測系統所包括的影像感測器記錄之光斑圖案相對於由影像感測器記錄之參考光斑圖案的相關函數；

[圖4E]繪示根據本揭示內容之具體實例的由影像感測器記錄之另一光斑圖案相對於由影像感測器記錄之參考光斑圖案的相關函數；

[圖4F]繪示根據本揭示內容之具體實例的展示樣品之最大相關係數與傾斜角之間的關係的曲線；

[圖5A]繪示根據本揭示內容之具體實例的具有層狀結構之樣品的示意圖，該樣品之散射可由圖4A中所展示之散射量測系統量測；

[圖5B]繪示根據本揭示內容之具體實例的來自圖5A中所展示之樣品之體積散射源的體積散射；

[圖5C]繪示根據本揭示內容之具體實例的圖5B中所展示之體積散射的模擬相關輪廓；

[圖5D]繪示根據本揭示內容之具體實例的來自圖5A中所展示之樣品之表面散射源的表面散射；

[圖5E]繪示根據本揭示內容之具體實例的圖5D中所展示之表面散射的模擬相關輪廓；

[圖5F]繪示根據本揭示內容之具體實例的圖5A中所展示之樣品的總體散射；

[圖5G]繪示根據本揭示內容之具體實例的圖5F中所展示之總體散射的總體相關輪廓；

[圖6A]繪示根據本揭示內容之具體實例的具有層狀結構之光學組件的示意圖，該光學組件之散射可由圖4A中所展示之散射量測系統量測；

[圖6B]繪示根據本揭示內容之具體實例的由包括在圖4A中所展示之散射量測系統中之影像感測器產生的光斑圖案之影像；

[圖6C]繪示根據本揭示內容之具體實例的圖6A中所展示之光學組件的相關輪廓；

[圖6D]繪示根據本揭示內容之具體實例的由光片顯微鏡獲得的光學組件之經選擇橫截面之光強度影像；

[圖7]係繪示根據本揭示內容之具體實例的用於量測光學元件之總體散射及判定光學元件之經量測總體散射中的體積散射及表面散射之各別權重的方法之流程圖；

[圖8A]示意性地繪示根據本揭示內容之具體實例的可包括在具有層狀結構之光學組件中的光學膜之三維（「three-dimensional；3D」）視圖；

[圖8B]至[圖8D]示意性地繪示根據本揭示內容之各種具體實例的圖8A中所展示之光學膜之部分的各種視圖，其展示光學膜中之光學異向性分子之平面內位向；

[圖8E]至[圖8H]示意性地繪示根據本揭示內容之各種具體實例的圖8A中所展示之光學膜之部分的各種視圖，其展示光學膜中之光學異向性分子之平面外位向；

[圖9A]至[圖9C]示意性地繪示根據本揭示內容之具體實例的用於製造具有層狀結構之光學組件的過程；且

[圖10A]及[圖10B]示意性地繪示根據本揭示內容之具體實例的用於製造具有層狀結構之光學組件的過程。

400:系統

403:偵測組裝件

405:光源

410:成像裝置

411:影像感測器

413:旋轉結構

420:逆時針方向

422:順時針方向

425:光軸

427:參考軸/光軸

430a:直接透射光束

430b:光束/經散射光束/經接收光束

430c:光束/經散射光束/經接收光束

430d:光束/經散射光束/經接收光束

430e:光束/經散射光束/經接收光束

437:總體經散射波前

450:樣品

450-1:光輸入表面

450-2:光輸出表面

455:控制器

465:探測光束

467:輸入波前

A:平面

B:平面

C:平面

Claims (20)

1. 一種系統，其包含： 光源，其經配置以發射探測光束以照明光學元件； 旋轉結構，該光學元件安裝至該旋轉結構； 控制器，其經配置以控制該旋轉結構旋轉以在預定傾斜範圍內改變該光學元件相對於該探測光束之傳播方向的傾斜角；及 影像感測器，其經配置以接收自由該探測光束照明之該光學元件輸出的一或多個經散射光束，且在該光學元件以該預定傾斜範圍內之複數個傾斜角配置時產生複數個光斑圖案影像資料集合， 其中該控制器經配置以處理該複數個光斑圖案影像資料集合以判定該光學元件之總體散射中的體積散射及表面散射之各別權重。
2. 如請求項1之系統，其中該影像感測器為攝影機感測器。
3. 如請求項1之系統，其中在該光學元件旋轉至這些各別傾斜角時，該影像感測器之位置係固定的。
4. 如請求項1之系統，其中該控制器經配置以處理該複數個光斑圖案影像資料集合以判定該光學元件之該總體散射中的該表面散射之第一權重，且基於該表面散射之該第一權重來判定該光學元件之該總體散射中的該體積散射之第二權重。
5. 如請求項1之系統，其中對於與各傾斜角相關聯之各光斑圖案影像資料集合，該控制器經配置以判定該光斑圖案影像資料集合相對於參考光斑圖案影像資料集合之相關函數。
6. 如請求項5之系統，其中對於與各傾斜角相關聯之各相關函數，該控制器經配置以判定該相關函數之最大相關係數。
7. 如請求項6之系統，其中該控制器經配置以基於與該光學元件之該複數個傾斜角相關聯的複數個最大相關係數來判定該光學元件之傾斜角依賴性相關輪廓，該傾斜角依賴性相關輪廓表示這些最大相關係數與這些傾斜角之間的關係。
8. 如請求項7之系統，其中： 該光學元件包括產生該表面散射之表面散射源及產生該體積散射之體積散射源，且 該控制器經配置以基於該傾斜角依賴性相關輪廓來判定至少一個傾斜角，該至少一個傾斜角表示該表面散射源或該體積散射源中之至少一者的記憶效應範圍。
9. 如請求項8之系統，其中該控制器經配置以基於表示該記憶效應範圍之該至少一個傾斜角來判定該光學元件之該總體散射中的該表面散射及該體積散射之各別權重。
10. 如請求項6之系統，其中基於與該光學元件之該複數個傾斜角相關聯的複數個最大相關係數，該控制器經配置以： 判定第一傾斜角，來自該第一傾斜角的該最大相關係數小於預定係數值。
11. 如請求項10之系統，其中該控制器經配置以： 基於與該光學元件之該複數個傾斜角相關聯的複數個最大相關係數來判定該光學元件之傾斜角依賴性相關輪廓，該傾斜角依賴性相關輪廓表示這些最大相關係數與這些傾斜角之間的關係；及 基於該光學元件之該傾斜角依賴性相關輪廓來判定第二傾斜角。
12. 如請求項11之系統，其中該控制器經配置以： 將該表面散射之第一權重判定為對應於該第一傾斜角之該最大相關係數或判定為對應於在該第一傾斜角與該第二傾斜角之間選擇的傾斜角之子範圍的這些最大相關係數之平均值；及 將該體積散射之第二權重判定為該複數個最大相關係數之最大值與該第一權重之間的差。
13. 如請求項1之系統，其中該控制器經配置以針對該光學元件之該複數個傾斜角判定該成像感測器之複數個曝光時間。
14. 如請求項13之系統，其中： 在發射該探測光束之光源接通的情況下，該控制器經配置以旋轉該旋轉結構以在該預定傾斜範圍內改變該光學元件之該傾斜角，且 該影像感測器經配置以使用與各傾斜角相關聯之曝光時間來產生各光斑圖案影像資料集合。
15. 一種方法，其包含： 藉由光源用探測光束照明安裝至旋轉結構之光學元件； 藉由控制器控制該旋轉結構之旋轉以在預定傾斜範圍內改變該光學元件相對於該探測光束之傳播方向的傾斜角； 在該光學元件以該預定傾斜範圍內之複數個傾斜角配置時藉由影像感測器產生複數個光斑圖案影像資料集合；及 藉由該控制器處理該複數個光斑圖案影像資料集合以判定該光學元件之總體散射中的體積散射及表面散射之各別權重。
16. 如請求項15之方法，其中在該光學元件旋轉至這些各別傾斜角時，該影像感測器之位置係固定的。
17. 如請求項15之方法，其中藉由該控制器處理該複數個光斑圖案影像資料集合以判定該光學元件之該總體散射中的體積散射及表面散射之這些各別權重包括： 判定該光學元件之該總體散射中的該表面散射之第一權重；及 基於該表面散射之該第一權重來判定該光學元件之該總體散射中的該體積散射之第二權重。
18. 如請求項17之方法，其中藉由該控制器處理該複數個光斑圖案影像資料集合以判定該光學元件之該總體散射中的體積散射及表面散射之這些各別權重包括： 對於對應於各傾斜角之各光斑圖案影像資料集合，判定該光斑圖案影像資料集合相對於參考光斑圖案影像資料集合之相關函數； 對於與各傾斜角相關聯之各相關函數，判定該相關函數之最大相關係數，由此獲得該複數個傾斜角之複數個最大相關係數；及 判定第一傾斜角，對應於該第一傾斜角之該最大相關係數小於預定係數值。
19. 如請求項17之方法，其進一步包含： 基於與該光學元件之該複數個傾斜角相關聯的該複數個最大相關係數來判定該光學元件之傾斜角依賴性相關輪廓，該傾斜角依賴性相關輪廓表示這些最大相關係數與這些傾斜角之間的關係；及 基於該光學元件之該傾斜角依賴性相關輪廓來判定第二傾斜角。
20. 如請求項19之方法，其進一步包含： 將該表面散射之該第一權重判定為對應於該第一傾斜角之該最大相關係數或判定為對應於在該第一傾斜角與該第二傾斜角之間選擇的傾斜角之子範圍的這些最大相關係數之平均值；及 將該體積散射之該第二權重判定為該複數個最大相關係數之最大值與該第一權重之間的差。

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