一种基于衍射光波导的玻璃框架结构及其加工方法与流程

技术特征：
1.一种基于衍射光波导的玻璃框架结构，其特征在于，包括：框架主体（1）；光学镜片（203），所述光学镜片（203）通过第一卡环（105）和第二卡环（106）固定连接于框架主体（1）内；光机投影器（2），所述光机投影器（2）固定连接于框架主体（1）内；光栅组件，所述光栅组件包括输出光栅（2031）、两个光栅槽（201）、扩瞳光栅（204）和多个透光孔（202），两个所述光栅槽（201）分别对称开设于框架主体（1）内，两个所述扩瞳光栅（204）分别固定连接于光栅槽（201）的内壁，所述输出光栅（2031）固定连接于光学镜片（203）的表面，多个所述透光孔（202）分别开设于两个光栅槽（201）的内壁；以及光波导衍射路径，所述光波导衍射路径包括两组输入光（3）、两组转折光（301）、一组垂直光（302）和视野（2032），两组所述输入光（3）分别由光机投影器（2）的两个输出端产生，两组所述输入光（3）分别耦入对称开设的两个光栅槽（201）内，两组所述转折光（301）分别由两组输入光（3）在光栅槽（201）内经过折射产生，两组所述转折光（301）分别通过多个透光孔（202）耦入输出光栅（2031）内，所述垂直光（302）由两组转折光（301）在输出光栅（2031）内垂直耦入视野（2032）。2.根据权利要求1所述的一种基于衍射光波导的玻璃框架结构，其特征在于：所述框架主体（1）的上下两端均开设有多个固定孔（108），多个所述固定孔（108）内均固定连接有固定柱，多个所述固定柱的相靠近端分别与光学镜片（203）的上下两端固定连接。3.根据权利要求1所述的一种基于衍射光波导的玻璃框架结构，其特征在于：所述输出光栅（2031）与多个光学镜片（203）的接触端无缝衔接。4.根据权利要求1所述的一种基于衍射光波导的玻璃框架结构，其特征在于：所述框架主体（1）和光机投影器（2）表面均涂布有吸收外界光的黑色涂层。5.根据权利要求1所述的一种基于衍射光波导的玻璃框架结构，其特征在于：两组所述扩瞳光栅（204）的内间距均为300
±
50nm。6.根据权利要求1所述的一种基于衍射光波导的玻璃框架结构，其特征在于：所述输出光栅（2031）的内间距为400
±
30nm。7.根据权利要求1所述的一种基于衍射光波导的玻璃框架结构，其特征在于：所述框架主体（1）的侧端均固定连接有连接套（101），两个所述连接套（101）的相远离端均固定连接有连接环扣（102），两个所述连接环扣（102）内均设有弹性带（103），两个所述弹性带（103）的相靠近端固定连接有软垫（104），所述框架主体（1）的底端固定连接有护垫（107）。8.一种基于衍射光波导的玻璃框架结构的加工方法，其特征在于：使用了权利要求1
‑
4中任意一项所述的一种基于衍射光波导的玻璃框架结构，包括如下步骤：s1、光波导设计：光学镜片（203）表面的输出光栅（2031）齿宽s和深度d的关系为d=2s，输入光（3）、转折光（301）和垂直光（302）的周期关系a、b和c为ta=tb=3/2tc，根据关系设计出波导上的光栅排布，并模拟光波导的fov可视角度、效率、均匀性和杂散光；s2、母版制作：选用优质母版原料，添加防腐蚀剂，通过电子束光刻设备制作出扩瞳光栅（204）和输出光栅（2031）结构，通过步进重复将电子束加工的单片光波导结构整齐地复刻排布在6/8寸晶圆上；s3、母版转印：母版转印材料选用1.80
‑
1.85折射率的玻璃，树脂选用1.80
‑
1.85折射率
的树脂，通过母版转印设备运用纳米压印技术将母版微结构高精度转移到光学镜片（203）表面；s4、制成成品：通过激光切割设备将转印后的光学镜片（203）、输出光栅（2031）、光栅槽（201）、透光孔（202）和扩瞳光栅（204），按照设计排布情况激光切割出尺寸，将切割边缘做黑化处理，消除外界环境的杂散光，吸收光波导内未被耦出的波导光线；光波导在加工过程中产生的表面缺陷，对光波导图像质量进行测量，检测缺陷，缺陷产品报废或者二次加工。9.根据权利要求8所述的一种基于衍射光波导的玻璃框架结构的加工方法，其特征在于：所述步骤s4中利用mla周期性产生的衍射散斑，通过mla面型控制各衍射级次能量分配，具有大于90%的衍射效率。10.根据权利要求8所述的一种基于衍射光波导的玻璃框架结构的加工方法，其特征在于：所述光栅槽（201）的底内壁设有165度的弧面光栅，所述转折光（301）经过弧面光栅发生全反射。

技术总结
本发明提供一种基于衍射光波导的玻璃框架结构及其加工方法，属于光学元器件技术领域，该基于衍射光波导的玻璃框架结构包括框架主体；光学镜片，光学镜片通过第一卡环和第二卡环固定连接于框架主体内；光机投影器，光机投影器固定连接于框架主体内；光栅组件，光栅组件包括输出光栅、两个光栅槽、扩瞳光栅和多个透光孔，两个光栅槽分别对称开设于框架主体内，两个扩瞳光栅分别固定连接于光栅槽的内壁，输出光栅固定连接于光学镜片的表面，多个透光孔分别开设于两个光栅槽的内壁；本装置将镜片的扩瞳光栅的区域范围转移至框架主体内，增加光学镜片上输出光栅的范围，有效提高了衍射光波导镜片的使用效率。射光波导镜片的使用效率。射光波导镜片的使用效率。


技术研发人员：张左弓 林靖翔 林菊茹
受保护的技术使用者：泉州市德源轴承实业有限公司
技术研发日：2021.09.09
技术公布日：2021/10/15