斜交镜、使用方法和制造方法与流程

本申请要求以下共同待审的美国申请的优先权，2016年6月6日提交的名称为“SKEWMIRRORS,METHODSOFUSE,ANDMETHODSOFMANUFACTURE”的美国申请No.15/174,938，2015年8月24日提交的名称为“MULTIWAVELENGTHDIFFRACTIONGRATINGMIRRORS,METHODSOFUSE,ANDMETHODSOFMANUFACTURE”的美国申请No.62/209,290，以及2016年4月6日提交的名称为“SKEWMIRRORS,METHODSOFUSE,ANDMETHODSOFMANUFACTURE”的美国申请No.62/318,917。上述申请的全文以引用方式并入本文。
背景技术：
：传统电介质反射镜是通过用其介电常数互不相同的多层材料来涂覆表面(通常是玻璃)而制造出来的。这些材料层通常被布置成使得来自层边界的Fresnel反射大大增强，从而得到大的净反射率。可以通过确保在相对宽的指定波长范围和入射角上实现该条件，来设计宽带电介质反射镜。然而，因为这些层是沉积于一个表面上，因此电介质反射镜的反射轴必然会与表面法线一致，即，反射轴与反射镜表面垂直。因为对反射轴的这种限制，所以电介质反射镜完全不适合用于某些用途。此外,玻璃电介质反射镜往往相对较重，使之不太适合或不适合用于要求反射部件相对轻质的应用。相反，传统光栅结构则可关于与光栅结构驻留的介质表面法线相差的反射轴反射光。然而，对于给定的入射角而言，传统光栅结构的反射角通常会随着入射光的波长一起变化。因此，采用传统的光栅结构来反射光避免了电介质反射镜所固有的反射轴必须与表面法线一致的限制。然而，在需要恒定反射轴的情况下，对于给定的入射角而言，传统的光栅结构通常限制在单一波长或非常窄的波长范围。类似地，为了关于恒定反射轴反射指定波长的光，传统的光栅结构也限制在单一入射角或非常窄的入射角范围。因此，传统的光栅结构在任何大的波长范围或入射角的光上不具有恒定反射轴。因此，当前可用的反射装置(包括反射光栅结构或电介质反射镜)都无法满足这样的要求：在相对简单的装置中，关于不限于表面法线的反射轴反射光，并且对于给定的入射角，其反射角在多个波长下基本恒定。因此存在对此类反射装置的需求，此类需求在头盔式显示装置中尤为迫切。附图说明本领域技术人员将理解，附图主要是出于例示性目的，并非旨在限制本文所述的发明主题的范围。附图不一定按比例绘制；在一些情况下，本文所公开的发明主题的各个方面可能在附图中被夸大或放大示出以便于理解不同的特征部。在附图中，相同的附图标记通常表示相同的特征部(例如，功能上类似的和/或结构上类似的元件)。图1A是记录在光栅介质中的全息图的横截面视图。图1B是单个正弦全息图的k空间表示的横截面视图。图2A是单个正弦全息图的k空间表示的横截面视图。图2B是单个正弦全息图的k空间表示的横截面视图。图3是示出根据一个实施方案的在实际空间中的斜交镜的反射特性的横截面真实视图。图4A是根据一个实施方案的斜交镜的k空间表示的横截面视图。图4B是根据一个实施方案的斜交镜的k空间表示的横截面视图。图5A是根据一个实施方案的斜交镜的k空间表示的横截面视图。图5B是根据一个实施方案的斜交镜的k空间表示的横截面视图。图6A是示出根据一个实施方案的斜交镜的反射特性的横截面视图。图6B是根据一个实施方案的斜交镜的k空间表示的横截面视图。图6C是根据一个实施方案的斜交镜的k空间表示的横截面视图。图6D是根据一个实施方案的斜交镜的k空间表示的横截面视图。图7A是根据一个实施方案的斜交镜的k空间表示的横截面视图。图7B是根据一个实施方案的斜交镜的k空间表示的横截面视图。图8A是示出根据一个实施方案的斜交镜的反射特性的横截面视图。图8B是示出根据一个实施方案的斜交镜的反射特性的横截面视图。图8C是示出根据一个实施方案的斜交镜的反射特性的横截面视图。图9A是示出根据一个实施方案的斜交镜的反射特性的横截面视图。图9B是示出根据一个实施方案的斜交镜的反射特性的横截面视图。图10A是根据一个实施方案的斜交镜的k空间表示的横截面视图。图10B是示出根据一个实施方案的斜交镜的反射特性的横截面视图。图11A是示出根据一个实施方案的斜交镜的反射特性的横截面视图。图11B是示出根据一个实施方案的斜交镜的反射特性的横截面视图。图12A是示出根据一个实施方案的斜交镜的反射特性的横截面视图。图12B是示出根据一个实施方案的斜交镜的反射特性的横截面视图。图13是根据一个实施方案的用于制造斜交镜的系统的横截面视图。图14是示出根据一个实施方案的制造斜交镜的方法的横截面视图。图15是示出根据一个实施方案的斜交镜的反射特性的平面图。图16A是示出根据一个实施方案的用于制造斜交镜的系统的横截面视图。图16B是示出根据一个实施方案的用于制造斜交镜的系统的横截面视图。具体实施方式本发明的实施方案包括一种反射设备，该反射设备包括其内驻留有体积全息图或其他光栅结构的光栅介质。光栅介质凭借其中驻留的光栅结构具有允许其在称为反射轴的轴周围衍射光的物理特性，其中衍射角(下文称为反射角)对于以给定入射角入射到光栅介质上的多个波长的光而言变化小于1°。在一些实施方案中，对于多个入射角观察到上述现象。类似地，对于给定波长的入射光，在一定入射角范围内，实施方案通常具有基本上恒定的反射轴(即，反射轴的反射轴角度变化小于1.0度)，并且这种现象可使用各种波长的入射光观察到。在一些实施方案中，对于一组多个入射角和一组多个波长的每个组合，反射轴保持基本上恒定。在一些实施方案中，光栅结构包括由多个光束(称为记录光束)之间的干涉产生的全息图。通常但不一定，光栅结构包括多个全息图。可使用以在多个全息图之间不同的角度(即多重角度)入射到光栅介质上的记录光束和/或使用其波长多个全息图之间不同(即，多重波长)的记录光束来记录多个全息图。在一些实施方案中，光栅结构包括使用两束记录光束记录的全息图，该两束记录光束在记录全息图时其入射到光栅介质上的角度改变，和/或在记录全息图时其波长改变。实施方案还包括一种设备，其中反射轴与光栅介质的表面法线相差至少1.0度、或至少2.0度、或至少4.0度、或至少9.0度。全息术的k空间形式体系k空间形式体系是一种用于分析全息记录和衍射的方法。在k空间中，传播的光波和全息图由它们在真实空间中分布的三维傅立叶变换表示。例如，实际空间和k空间中的无限准直单色参考光束可由等式(1)表示，其中是所有空间矢量位置下的光学标量场分布，并且其变换是所有空间频率矢量下的光学标量场分布。Ar是场的标量复振幅；并且是波矢量，其长度表示光波的空间频率，其方向表示传播方向。在一些实施方案中，所有光束由相同波长的光组成，因此所有光波矢量必然具有相同的长度，即因此，所有光学传播矢量必然位于半径kn＝2πn0/λ的球体上，其中n0是全息图的平均折射率(“体积指数”)，并且λ是光的真空波长。这种结构被称为k球体。在其他实施方案中，多个波长的光可分解为位于不同k球体上的不同长度的波矢量的叠加。另一个重要的k空间分布是全息图本身。体积相位全息图通常由光栅介质内的折射率的空间变型组成。折射率空间变型，通常表示为可被称为折射率调制图案，其k空间分布通常表示为由第一记录光束和第二记录光束之间的干涉产生的折射率调制图案通常与记录干涉图案的空间强度成比例，如等式(2)所示，其中是信号第一记录光束场的空间分布，并且是第二记录光束场的空间分布。一元运算符*表示复共轭。等式(2)中的最后一项将入射的第二记录光束映射到衍射的第一记录光束中。因此我们可写出方程(3)，其中是3D互相关性运算符。这就是说，空间域中一个光场与另一光场的复共轭的积与频域中它们对应的傅里叶变换具有互相关性。图1A示出了使用第二记录光束115和第一记录光束114在光栅介质110中记录的全息图105的真实空间表示。光栅介质通常包括被配置为将干涉图案记录为全息图的记录层。图1A省略了除记录层以外的光栅介质部件，诸如可用作记录层的衬底或保护层的附加层。第二记录光束115和第一记录光束114反向传播。第二记录光束115和第一记录光束114中的每一者通常是波长彼此相同的平面波束，并且第一记录光束114和第二记录光束通常都不包含编码信息。因此，除了它们入射到记录介质110上的角度以外，可被称为信号光束和参考光束的第一记录光束和第二记录光束通常基本上彼此相同。图1B示出了第一记录光束和第二记录光束以及全息图的k空间表示。图1A和图1B所示的全息图是由反向传播的第一记录光束114和第二记录光束115产生并记录在记录介质110中的简单布拉格反射全息图。图1A示出了照射在光栅介质110的相对侧上的第二记录光束115和第一记录光束114。第二记录光束115和第一记录光束114中的每一者在所有空间矢量位置处的光学标量场分布可分别表示为和记录光束114,115形成平面干涉条纹，其被记录为光栅介质110内的全息图105。全息图105包括正弦折射率调制图案，并且可表示为在反向传播配置中，所记录的平面干涉条纹的间距恰好是用于记录全息图的光的(内部)波长的一半。图1B示出了图1A所示真实空间中的情况的k空间表示。记录光束在图1B中由位于记录k球体170的相对侧上的点状k空间分布表示。如图1B所示，第二记录光束具有k空间分布162，并且第一记录光束具有k空间分布163。第二记录光束k空间分布162可表示为并且第一记录光束k空间分布163可表示为第二记录光束k空间分布162和第一记录光束k空间分布163中的每一者均为“点状”。第二记录光束波矢量164和第一记录光束波矢量165示出分别从原点延伸到第二记录波束k空间分布162和第一记录波束k空间分布163。第二记录光束波矢量164可表示为并且第一记录光束波矢量165可表示为全息图本身在图1B中由两个共轭旁频带k空间分布168表示，其中每一者可表示为并被称为空间分布。该两个空间分布168具有小而有限的尺寸，但为“点状”，在某种意义上它们通常比它们到原点的距离或图1B的其他特征部小几个数量级。例如，如果光栅介质110的厚度是200μm，折射率为1.5，并且记录光束的波长为532nm，则分布168各自类似于沿kz维度具有零值到零值的3.14×104弧度/米(rad/m)尺寸的正弦函数。然而，它们距原点的距离为超过1000倍大的3.56×107rad/m。除非另有指示，否则所有所述波长均指真空波长。通常，全息图构成真实空间中实值的折射率分布。全息图的两个空间分布168的位置可分别由互相关性运算和从数学上或者由矢量差值和从几何学上确定，其中和是从相应全息图空间分布到原点的光栅矢量(未单独显示)。光栅矢量169，可表示为包括和光栅矢量两者，在图1B中示出为在第二记录光束k空间分布162和第一记录光束k空间分布163之间延伸的双头箭头169。需注意，按照惯例，波矢由小写“k”表示，光栅矢量由大写“K”表示。一旦被记录，全息图可被探测光束照亮以产生衍射光束。出于本公开的目的，衍射光束可被认为是探测光束的反射，该探测光束可被称为入射光束。探测光束及其反射光束被反射轴按角度等分(即，探测光束相对于反射轴的入射角度与反射光束相对于反射轴的反射角度相同)。衍射过程可由类似于记录过程中的那些的k空间中的一组数学和几何运算来表示。在弱衍射极限中，衍射光束的衍射光分布由等式(4)给出，其中和分别是衍射光束和探测光束的k空间分布；并且“*”是3D卷积运算符。注释指示前述表达式仅在的情况下即结果位于k球体上时成立。卷积表示偏振密度分布，并且与由探测光束引起的光栅介质的不均匀电偶极矩的宏观总和成比例。通常，当探测光束类似于用于记录的记录光束中的一者时，卷积的作用是在记录期间逆转互相关性，并且衍射光束将基本上类似于用于记录全息图的其他记录光束。当探测光束具有与用于记录的记录光束不同的k空间分布时，全息图可产生与用于记录全息图的光束基本上不同的衍射光束。还需注意，尽管记录光束通常是相互相干的，但探测光束(和衍射光束)不受此限制。多波长探测光束可被分析为单波长光束的叠加，每个光束遵循具有不同k球体半径的方程(4)。图2A和图2B分别示出了照明在图1A和图1B所示的全息图上产生的布拉格匹配和布拉格失配重建的情况。在布拉格匹配和布拉格失配两者的情况中，全息图使用波长比用于记录全息图的记录光束更短的探测光束来照明。较短的波长对应于较长的波矢量。因此，探测k球体172具有比记录k球体170更大的半径。图2A和图2B中示出了探测k球体172和记录k球体170两者。图2A示出了探测光束被设计为产生点状且位于探测k球体172上的衍射光束k空间分布175(表示为)的情况。根据等式(4)的卷积产生衍射光束k空间分布175。探测光束具有也为点状的k空间分布176(表示为)。在这种情况下，虽然探测光束波长不同于用于记录全息图的记录光束的波长，也可认为探测光束与全息图“布拉格匹配”，并且全息图可产生有意义的衍射。如图2A所示，卷积运算也可由矢量和在几何上表示，其中表示衍射光束波矢量177，表示探测光束波矢量178，表示旁频带光栅矢量179。图2A示出了探测光束通过全息图的镜像衍射(其可被称为反射)的k空间表示，其中探测光束相对于kz轴的入射角等于衍射光束相对于kz轴的反射角。图2B示出了布拉格失配情况的k空间表示，其中k空间偏振密度分布180(其可表示为)不位于探测k球体172上，因此探测光束不会发生明显的衍射。图2B所示的布拉格失配情况中的这种非衍射k空间分布180一定程度上类似于图2A所示布拉格匹配情况中的衍射光束k空间分布175，但是k空间分布180不应被称为衍射光束k空间分布，因为探测光束没有发生明显的衍射。比较布拉格匹配和布拉格失配的情况，显然对于给定的探测波长，全息图仅在非常小的输入角度范围内产生镜像衍射(如果有的话)。本领域技术人员将认识到，可通过过度调制全息图或通过使用非常薄的记录层在一定程度上延长该范围；但这些步骤可能仍不会在更大范围的波长和角度上产生镜像行为。这些步骤还可能导致不期望的色散。k空间中的斜交镜实施方案图1A、图1B、图2A和图2B表示由单个正弦光栅构成的反射全息图。如图所示，该全息图在窄的波长和入射角范围内表现出镜像反射。此类全息图的具体特性可通过应用公知的Kogelnik耦合波理论来确定。相反，本发明的实施方案通过创建包括多个光栅的更复杂的光栅结构而在相对宽的波长和角度范围内表现出新的镜像反射率。图3示出了示出单个正弦光栅的布拉格选择性的几何形状。光栅介质310包含厚度为d的单个正弦光栅，其将单个波长λ0的入射光324反射为主反射光327。在布拉格匹配条件下，入射光324以角度θi照射，并且以角度θr反射为反射光327，这两个角度均相对于z轴测量。入射光324和反射光327还限定反射轴338，关于该反射轴的入射角度量值θi'和反射角度量值θr'相等。反射轴338因此是入射光324和反射光327的角平分线。如本领域技术人员所知，图3的正弦光栅将表现出角度布拉格选择性和波长布拉格选择性。如果入射光324以非布拉格匹配角度θi+Δθi照射，衍射效率与布拉格匹配的衍射效率相比可能会降低。正弦光栅的选择性可由其角度布拉格选择性ΔθB来表征，其由等式(5)给出：本领域技术人员将认识到，在弱衍射正弦光栅中，角度θi+ΔθB表示角衍射效率图中的第一零值。因此可认为量ΔθB表示正弦光栅的角宽度，因为当入射角偏离布拉格匹配角θi超过几倍ΔθB时，衍射可大大降低。类似地，对于弱衍射正弦光栅，本领域技术人员将预期对于其入射角发生超过几倍ΔθB变化的单色入射光而言反射轴将显著变化。相反，根据本公开的斜交镜对于其入射角发生许多倍ΔθB变化的入射光而言表现出相对稳定的衍射和基本恒定的反射轴。一些斜交镜实施方案在20倍ΔθB的入射光入射角范围内表现出基本恒定的反射轴。在实施方案中，在20倍ΔθB的入射光入射角范围内，反射轴角度变化小于0.250度、或小于0.10度、或小于0.025度。类似地，正弦光栅可由其波长布拉格选择性ΔλB来表征，其由等式(6)给出：本领域技术人员将认识到，在弱衍射正弦光栅中，波长λ0+ΔλB表示波长衍射效率图中的第一零值。因此可认为量ΔλB表示正弦光栅的波长宽度，因为当入射波长偏离布拉格匹配波长λ0超过几倍ΔλB时，不会发生明显的衍射。本领域技术人员还将认识到，等式(5)和(6)分别仅适用于角度和波长上的变化，并且角度和波长的同时改变可导致另一布拉格匹配条件。光栅也可用其衍射角响应来表征。对于正弦光栅，衍射角响应可由等式(7)表示：△θrcosθr＝-△θicosθi。(7)衍射角响应表示响应于入射角的小变化Δθi的反射角的变化Δθr。相反，精密反射镜具有由等式(8)表示的角度响应：△θr＝-△θi。(8)可认为具有基本上由等式(7)表征的衍射角响应的设备表现出类似光栅的反射行为，而具有基本上由等式(8)表征的衍射角响应的设备可被认为表现出镜像反射行为。表现出类似光栅反射行为的设备将必然还表现出随着入射角而变化的反射轴，除非该反射轴垂直于设备表面，在这种情况下cosθr＝cosθi。因此，单个正弦光栅无法满足这样的要求：在相对简单的设备中，关于不限于表面法线的反射轴反射光，并且对于跨越其角度布拉格选择性多倍的入射角，其反射角在跨越其波长布拉格选择性多倍的波长下是恒定的。图3示出了反射配置中的设备几何形状。本领域技术人员将认识到，前述分析也适用于透射配置中的设备几何形状以及其中一个或两个光束由设备内的全内反射引导的设备几何形状。图4A和图4B示出了根据一个实施方案的k空间中斜交镜的操作。图4A示出了根据一个实施方案的记录在光栅介质中并且被配置为产生多波长镜像衍射的全息图的两个空间分布488。图4A和图4B中的红色k球体490、绿色k球体492和蓝色k球体493分别指示对应于光的波长位于可见光谱的红色、绿色和蓝色区域中的k球体。不同于两个空间分布构成单个正弦光栅(并因此可表征为“点状”)，图4A中所示的空间分布488沿着k空间中的大致直线定位，并且因此可被表征为“线段状”。在一些实施方案中，线段状空间分布包括k空间中大致直线的连续调制子段。在一些实施方案中，线段状空间分布基本上由沿着k空间中的大致直线定位的点状分布组成。线段状空间分布488关于原点对称地定位，并且因此可实现为真实空间中的实值折射率分布的共轭旁频带(表示为)。在一些实施方案中，调制可包括吸收和/或发射分量，并且因此在k空间中可不表现出共轭对称。根据本发明的实施方案，分布的复振幅可以是均匀的，或者其振幅和/或相位可变化同时仍基本上表现出多波长镜像衍射。在一个实施方案中，线段状空间分布基本上沿kz轴定位，其按照惯例是光栅介质的厚度方向。图4B示出了全息图的多波长镜像反射特性。根据等式(4)，具有点状k空间分布476(表示为)的准直探测光束照射全息图产生k空间偏振密度分布480(表示为)。因为探测光束k空间分布476是点状的，所以偏振密度分布480类似于空间分布488从原点到探测光束波矢量的尖端的简单平移。然后，同样根据等式(4)，只有k空间偏振密度分布与探测光束k空间分布的k球体492相交的部分才有助于衍射。这产生了构成衍射光束的衍射光束k空间分布475，因为空间分布488类似于与kz轴平行的线段，显然反射角482的量值(θr)基本上等于入射角481的量值(θi)，使得全息图表现出镜像行为。此外，还显而易见的是，该特性通常适用于所有产生任何衍射的任何入射角和波长以及产生衍射的探测光束的任何叠加。k空间偏振分布将在关于kx轴(或关于kx，ky平面，在3D情况下)的镜像对称的单个位置处与探测k球体相交。因此，图4A的全息图被配置为在相对宽的波长和角度范围内表现出镜像行为，并因此构成宽带全息反射镜。实施方案通常但不一定在空间分布488靠近原点处显示出间隙，如图4A所示。间隙的存在会限制非常高Δθ(即，入射和反射的掠入角)下的性能。根据一个实施方案，斜交镜空间分布可相对于kx、ky和kz轴旋转到任意角度。在一些实施方案中，空间分布不垂直于真实空间中的相关反射表面。换句话讲，斜交镜实施方案的反射轴不限于与表面法线重合。图5A和图5B示出了k空间中的斜交镜。图5A和图5B分别与图4A和图4B相同，不同之处在于所有的分布和矢量已关于原点旋转约45°。在对图4B进行讨论之后，显然图5B的斜交镜对于产生衍射的所有探测光束波长和角度产生镜像衍射。衍射相对于由线段状空间分布488限定的反射轴461是镜像的，即入射角481相对于反射轴461的量值等于反射角482相对于反射轴461的量值。图5B示出了一种此类情况。图6A示出了在真实空间中斜交镜的操作。斜交镜610的由垂直于斜交镜表面612的相对于z轴测量的以-13°角度的反射轴638表征。斜交镜610被入射光624以相对于z轴测量的-26°内入射角照射。主要的反射光627以相对于z轴测量的内反射角180°被反射。图6B示出了k空间中的图6A的斜交镜610。线段状空间分布688穿过原点，并且相对于z轴的角度为-13°，其等于反射轴638的角度。记录k球体670是对应于405nm的写入波长的k球体。图6B和图6D中的红色k球体690、绿色k球体692和蓝色k球体693分别指示对应于光的波长位于可见光谱的红色、绿色和蓝色区域中的k球体。图6C示出了图6B的高度放大的部分，示出了根据一个实施方案的记录k球体670和线段状空间分布688之间的左交叉点。在该视图中，可以看出线段状空间分布688包括多个离散的全息图。该多个离散的全息图605中的每一者由在kz方向上划分全息图的第一零值到第一零值间隔的水平线表示。在一些实施方案中，离散全息图的间距可大于或小于图6C所示的间距。在一些实施方案中，间距可足够小以在线段状空间分布688中产生间隙。在具有间隙的一些实施方案中，宽带照明的使用可基本上掩盖间隙对反射光的任何影响。在一些实施方案中，该方法可导致净衍射效率增加。在其他实施方案中，离散全息图的间隔可如此密集以致接近或等效于连续分布。图6D示出了在k空间中图6A的斜交镜对蓝色入射光的反射。具有探测光束波矢量678的入射光以相对于z轴测量的-26°的内入射角照射。探测光束波矢量678的尖端位于蓝色k球体693上，从而指示点状探测光束k空间分布的位置。偏振密度分布680由卷积给出，其类似于平移到探测光束波矢量678的尖端的线段空间分布688(见图6C)。具有衍射光束波矢量677的主反射光通过评估在蓝色k球体693处的偏振密度分布680由方程(4)来确定。具有衍射光束波矢量677的主反射光以相对于z轴测量的180°的内传播角被反射。本领域技术人员将认识到，本文在描述k空间中斜交镜的特性时通常使用的术语“探测光束”类似于术语“入射光”，其通常在本文描述现实空间中斜交镜的反射特性时使用。类似地，本文在描述k空间中斜交镜的特性时通常使用的术语“衍射光束”类似于术语“主反射光”，其通常在本文描述现实空间中斜交镜的特性时使用。因此，当描述现实空间中斜交镜的反射特性时，通常的说法是入射光被全息图(或其他光栅结构)反射为主反射光，但探测光束被全息图衍射产生衍射光束的这一说法基本上表达相同的意思。类似地，当描述k空间中斜交镜的反射特性时，通常的说法是探测光束被全息图(或其他光栅结构)衍射产生衍射光束，但入射光被光栅结构反射产生主反射光的这一说法在本发明的实施方案的上下文中具有相同的含义。如图6D所示，探测光束波矢量678和衍射光束波矢量677必然形成以线段状偏振密度分布680为基线的基本上等腰三角形的支路。该三角形的等角必然与入射角608和反射角609(均相对于反射轴638测量)全等。因此，斜交镜610关于反射轴638以基本镜像的方式反射光。在空间分布688基本上类似于穿过原点的线段的任何时候获得图6D的等腰三角形结构，如图6C所示。偏振密度分布680因此基本上类似于等腰三角形的直基线，从而对于衍射的任何长度的任何入射内波矢量产生关于反射轴638的镜像反射。在一些实施方案中，根据斯涅耳定律，光栅介质的色散可使得具有相同方向但不同长度的内波矢量在外部介质中沿不同方向折射。类似地，色散可使得具有相同方向和不同长度的外波矢量在内部光栅介质中沿不同方向折射。因此，如果希望使斜交镜中的色散效果最小化，则可期望向线段状空间分布688赋予曲线，或者以其他方式偏离穿过原点的线。根据一些度量，此类方法可减少涉及外部折射的反射中的净角度色散。由于有用的光栅介质的色散通常非常低，所以与通过原点的直线的偏差可能很小。图7A示出了在k空间中图6A的斜交镜对绿色入射光的反射。具有波矢量778A的入射光以相对于z轴测量的-35°的内传播角照射。具有波矢量777A的主反射光以相对于z轴测量的-171°的内传播角被反射。入射角708A和反射角709A的量值都基本上等于相对于反射轴638测量的22度，因此关于反射轴638构成镜像反射。图7A中还示出了偏振密度分布780A。图7B示出了k空间中图10A的斜交镜对红色入射光的反射。具有探测光束波矢量778B的入射光以相对于z轴测量的-35°的内传播角照射。具有衍射光束波矢量777B的主反射光以相对于z轴测量的-171°的内传播角被反射。入射角708B和反射709B的量值均基本上等于相对于反射轴638测量的22°，因此关于反射轴638构成镜像反射。图7B中也示出了偏振密度分布780B。图7A和图7B示出了以相同的入射角和反射角的绿光和红光的反射，示出了斜交镜的消色差反射特性。本领域技术人员将认识到，图6A至图6D和图7A至图7B的几何配置对于产生反射的所有角度/波长组合(包括未具体示出的角度和波长)将产生镜像反射。斜交镜的光学特性斜交镜的实施方案相对于内传播角产生镜像反射，外部角必然使用斯涅尔定律在相关边界处确定。因此，斜交镜可能会向外部波阵面引入像差、色散和/或场失真。在一些实施方案中，可通过使用补偿光学设备来减轻像差、色散和/或场失真。在一些实施方案中，补偿光学设备可包括处于对称关系的另一个斜交镜。相对薄的斜交镜可能会在反射光束中引入与光束在细轴上的投影成比例的较低的角分辨率。在某些情况下，增加记录层的厚度以便减轻这种影响可能是有利的。斜交镜的反射率斜交镜的实施方案可以是全部反射的或部分反射的。斜交镜的实施方案可能需要相对高的动态范围记录介质，以在相对宽的波长带宽和角度范围内实现高反射率。在一个实施方案中，具有跨越405nm下的105°到低至650nm下的20°的角度范围的斜交镜可能需要在200μm记录层中的183个单独的全息图。使用具有0.03的最大折射率调制的最先进的光敏记录介质，这种配置具有约7.5％的反射率。在一些实施方案中，增加记录介质厚度可能不会导致反射率增加，因为衍射选择性也随厚度而增加。斜交镜的应用先前的论述涉及内部波长和传播角度，但描述了在z方向上具有厚度的板状全息图的一种情况。许多其他配置在本发明的范围内是可能的。在不暗示限制的情况下，此处示出了几个示例性实施方案。图8A示出了称为斜交窗口的实施方案，该倾斜窗口在光栅介质中包括光栅结构805，并且包括入射光关于其对称折射的反射轴861。斜交窗口是斜交镜的透射模拟。图8B示出了斜交耦合器实施方案，其使用斜交镜将外部光耦合进入波导894或离开该波导。透射斜交耦合器也是可能的。图8C示出了可折叠光路和/或反转图像的斜交棱镜实施方案。图9A示出了由具有两个斜交耦合器的平板波导994形成的光瞳中继镜实施方案，每个斜交耦合器包括具有与光栅介质的表面法线相差的反射轴961的光栅介质910。由于该设备被配置为以均匀的1:1映射将输入光线中继到输出光线，所以它可将无限远处的图像通过波导994传输到眼睛或其他传感器。除了其他应用之外，此类配置对于头盔式显示器(HMD)可能是有用的。在相反的方向上，它可中继眼睛的图像，这可用于眼睛追踪目的。图9B示出了用作聚光器/漫射器的斜交镜900，其可将大的暗光束变换成明亮的小光束，和/或反之亦然。图10A和图10B示出了斜交镜的角度滤波器实施方案。在图10A中，与图8A中所示的分布相比，空间分布1088被指示具有较高的低频截止(即，较大的中心间隙)。因此，斜交镜将仅将窄带入射光束Einc的低θ(即，接近垂直入射)角度分量反射为反射光束Er，同时透射Et中的高θ角度分量。本领域技术人员将容易地认识到，根据本发明的一个实施方案，可通过调制线段状分布的振幅和/或相位来实现任意的圆性对称传递函数。也可用斜交镜并且在涉及记录在一个或多个介质中的多个斜交镜的配置中来完成角度过滤。这些配置可不限于圆形对称，并且可实现一定水平的消色差运算。第一实施方案斜交镜第一实施方案斜交镜的发明方面包括被配置为关于反射轴反射两种入射光的反射镜，一种入射光的波长为532nm，另一入射光的波长为513nm，该两种入射光共同具有相对于表面法线+13.73度的平均反射轴角度。在另一发明方面，以-4.660度到+1.933度范围内的内入射角入射到斜交镜上的532nm光的平均反射轴角度(+13.759度)与以与532nm入射光相同的入射角入射到斜交镜上的513nm光的平均反射轴角度(13.693度)仅相差0.066度。因此对于532nm至513nm的波长范围，反射轴基本上是恒定的，这是对于-4.660度至+1.993度的内入射角(相对于表面法线)获得的条件。图11A和图11B示出了第一实施方案斜交镜1100。第一实施方案斜交镜1100包括位于光栅介质1110中的光栅结构1105(由图11A和图11B中的斜阴影线示出)。为了清楚起见，斜阴影线在光栅介质1110内靠近指示光、轴和角度的图形元素的区域中被省略。然而，本领域技术人员将认识到，光栅结构1105通常占据上述区域。第一实施方案的光栅结构1105包括在光栅介质1110中彼此在空间上至少部分重叠的多个全息图。该多个全息图被记录到光栅介质内部体积中，并且因此在光栅介质表面1112下方延伸。因此，它们有时被称为体积全息图。第一实施方案的多个全息图包括用405nm波长的记录光束记录的四十八(48)个体积全息图。在光栅介质1110中，该48个体积全息图中的每一者通常与该48个体积全息图中的所有其他全息图至少部分在空间上重叠。在一些实施方案中，该多个全息图中的每一者与该多个全息图中的其他全息图中的至少一者但不是全部至少部分在空间上重叠。下文在制造斜交镜的第一方法中描述了记录第一实施方案斜交镜的48个全息图。在一些实施方案中，光栅结构包括1至48个全息图、或4至25个全息图、或至少5个全息图、或至少9个全息图、或至少11个全息图、或至少24个全息图。第一实施方案光栅介质1110是可从AkoniaHolographics,LLC(Longmont,CO)商购获得的称为AK174-200的专用光敏聚合物光学记录介质。第一实施方案的AK174-200记录介质约200μm厚，M/#为约18，并且对于405nm光折射率为约1.50。诸如AK174-200介质的光学记录介质是其中光栅结构可通过光学手段记录这一类型的光栅介质。光栅介质通常但不一定为至少70μm厚至约1.2mm厚。作为记录体积全息图的结果，AK174-200介质通常经历相对较少的收缩(通常约0.1％至0.2％)。光栅介质的变型包括但不限于光折射晶体、重铬明胶、光热折射玻璃和含有分散的卤化银颗粒的薄膜。第一实施方案斜交镜1100的变型可包括附加层，诸如玻璃盖或玻璃衬底(图11A和图11B中未示出)。附加层可用于保护光栅介质免受污染、湿气、氧气、反应性化学物质、损坏等。附加层通常具有与光栅介质1110匹配的折射率。因为附加层的折射率通常非常接近光栅介质的折射率，所以光在附加层和光栅介质界面处的折射有时可忽略。对于第一实施方案，对于波长为405nm的光，附加层和光栅介质的折射率均为约1.5。为了清楚起见，图11A和图11B中未示出附加层。如图11A所示，第一实施方案的光栅结构1105具有被配置为关于第一反射轴1138(以虚线示出)反射第一入射光1124A,1124B的物理特性。第一入射光具有532nm的第一波长并且在特定位置1117处入射到光栅介质1110上。第一反射轴1138与光栅介质的表面法线1122相差第一反射轴角1135角度+13.759度(内部，相对于表面法线)，其中第一入射光具有相对于表面法线从-4.660度(示出为第一入射光1124A)到+1.933度(示出为第一入射光1124B)的第一内入射角1125A,1125B，从而产生6.593度的范围。如表1所示，第一入射光的第一内入射角包括从-4.660度到+1.933度以约0.067度的角度间隔隔开的一百(100)个不同内角。在第一实施方案斜交镜的一些变型中，第一入射光的第一内入射角包括从-4.660度到+1.933度以约0.67度的角度间隔间隔开的十(10)个不同内角。在整个说明书和所附权利要求书中，除非另外明确指出，否则所标识的角度和角度值是指相对于表面法线的内角。如图11A所示，具有相对于表面法线-4.660度的第一内入射角1125A的第一入射光1124A被光栅结构1105反射为具有相对于表面法线+32.267度的第一内反射角1126A的第一反射光1127A。具有相对于表面法线+1.933度的第一内入射角1125B的第一入射光1124B被反射为具有+25.668度的第一内反射角1126B的第一反射光1127B。第一反射光1127A,1127B具有第一波长，即在第一实施方案中，第一反射光具有532nm的波长。表1中示出了第一实施方案斜交镜的第一入射光角度、第一反射光角度和第一反射轴角度。表1第一实施方案斜交镜的第一入射光、第一反射光和第一反射轴的角度；波长＝532nm；AK174-200记录介质；N＝100入射光及其反射光被反射轴等分，使得入射光相对于反射轴的内入射角的量值与反射光相对于反射轴的内反射角的量值相同。因此可以说，入射光及其反射光关于反射轴表现出左右对称。如图11B所示，第一实施方案的光栅结构1105被进一步配置为关于第二反射轴1139反射第二入射光1130A，1130B。第二入射光具有513nm的第二波长并且在特定位置1117入射到光栅介质1110上。特定位置1117包括光栅介质表面1112的第一入射光和第二入射光均照射在其上的区域。第二反射轴1139与光栅介质的表面法线1122相对于表面法线相差第二反射轴角度1136+13.693度(内部)，其中第二入射光相对于表面法线具有-4.660度到+1.933度的第二内入射角。第二内入射角包括从-4.660度到+1.933度以约0.067度的角度间隔隔开的一百(100)个不同内角。在第一实施方案斜交镜的一些变型中，第二入射光的第二内入射角包括从-4.660度到+1.933度以约0.67度的角度间隔隔开的十(10)个不同内角。如图11B所示，具有相对于表面法线的-4.660度的第二内入射角1128A的第二入射光1130A被光栅结构1105反射为具有相对于表面法线+32.075度的第二内反射角1133A的第二反射光1133A。具有相对于表面法线+1.933度的第二内入射角1128B的第二入射光1130B被反射为具有+25.273度的第二内反射角1129B的第二反射光1133B。第二反射光1133A,1133B具有第二波长，即在第一实施方案中，第二反射光具有513nm的波长。表2中示出了第一实施方案斜交镜的第二入射光角度、第二反射光角度和第二反射轴角度。表2第一实施方案斜交镜的第二反射光、第二反射光和第二反射轴的角度；波长＝513nm；AK174-200记录介质；N＝100该第一波长(λ1＝532nm)与第二波长(λ2＝513nm)相差19nm，其可通过被称为波分率(WF)的值来表示，定义为WF＝|λ1-λ2|/[(λ1+λ2)/2]。因此，在多个波长包括532nm的第一波长和513nm的第二波长的情况下，WF＝0.036。类似地，在多个波长由从390nm或更小到至少700nm的连续光谱组成的情况下，WF≥0.57。实施方案包括但不限于以下变型：其中WF≥0.005；WF≥0.010；WF≥0.030；WF≥0.10；WF≥0.250；WF≥1.0；或WF≥2.0。由范围内的第一波长(λ1)和第二波长(λ2)所限定的波分率(WF)可能但不一定包括λ1和λ2之间的波长的连续光谱。第二反射轴角度1136与第一反射轴角度1135相差0.066度。因此，第二反射轴基本上与第一反射轴重合，这意味着第二反射轴角度1136与第一反射轴角度1135相差1.0度或更小。在整个波长范围内(在这种情况下，在0.039的WF内)反射轴角度之间的此类小差异意味着光栅结构可用作非散射镜。对于某些应用，对于WF＝0.030，反射轴角度之间的差值应为0.250度或更小。同样，对于其他一些应用，对于WF＝0.030，反射轴角度之间的差异应等于0.10度或更小。相对于第一反射轴，第一入射光的内入射角在-11.867度至-18.464度范围内。相对于第二反射轴，第二入射光的内入射角在-11.670度至-18.368度范围内。因此可以说，第一入射光和第二入射光中的每一者从第一反射轴偏移至少11.670度。在实施方案中，入射光可从其反射轴偏移至少1.0度、至少2.0度、至少5.0度、或至少9.0度的内角。在一些应用中，被配置为反射从入射光的反射轴偏移的入射光的斜交镜或其他反射设备可能是有利的。例如，在头戴式显示器中，向用户的眼睛反射图像而不是将图像向回反射回其来源可能是有利的。此类朝向用户眼睛的反射通常要求入射光从其反射轴偏移至少5.0度并且更典型地至少9.0度的内角。类似地，利用全内反射的设备通常要求入射光从其反射轴偏移。图11A和图11B中还示出了对于入射光及其反射光相对于表面法线的第一实施方案的外角。如图11A所示，第一入射光1124A,1124B相对于表面法线的外角在从第一入射光外角1113A的-7.000度到第一入射光外角1113B的+2.900度范围内。如图11B所示，第二入射光1130A,1130B相对于表面法线的外角在从第二入射光外角1115A的-7.000度到第二入射光外角1115B的+2.900度范围内。在图11A和图11B中还分别示出了第一反射光外角1114A,1114B和第二反射光外角1116A,1116B。使用位于空气中的斜交镜测量外角，其中在斜交镜/空气边界处发生折射。表1和表2列出了入射角和反射角以及反射轴角。第一实施方案的物理特性使其能够反射具有其他波长的光，并且关于基本恒定的反射轴反射以其他角度入射到光栅介质上的光。例如，第一实施方案光栅结构的反射特性使其能够关于具有+13.726度的平均反射轴角度的反射轴反射波长为520.4nm的光，其中对于从-6.862度到+13.726度和所有其间的角度的范围(20.588度的范围)内的入射角而言反射轴角度变化0.10度或更小。在其反射特性的另一个示例中，第一实施方案被配置为关于反射轴(具有+13.726°的平均反射轴角度)反射入射光，其中对于503nm和537nm的波长(34nm的范围，WF＝0.065，包括503nm和537nm之间的波长的连续光谱)，反射轴角度变化0.20度或更小，其中入射角(内部，相对于表面法线)为-1.174度。为了清楚起见，图11A和图11B中的光被示出为在靠近光栅结构1105的中心的位置被反射。然而，本领域技术人员认识到，光通常在整个光栅结构上而不是在特定位置被反射。在一些实施方案中，第一入射光和第二入射光分别具有532和513以外的波长。类似地，实施方案包括可与表面法线重合、或者可与表面法线相差的第一反射轴和第二反射轴。第二实施方案斜交镜第二实施方案斜交镜的发明方面包括被配置为关于反射轴反射波长为532nm的入射光和波长为513nm的入射光的反射镜，该两种入射光共同具有相对于表面法线的+14.62度的平均反射轴角度。在另一发明方面，对于以-9.281度到-2.665度范围内的内入射角入射到斜交镜上的532nm光的平均反射轴角度(+14.618度)与以与532nm入射光相同的入射角入射到斜交镜上的513nm光的平均反射轴角度(+14.617度)相差小于0.001度。因此对于532nm至513nm的波长范围，反射轴基本上是恒定的，该是对于-9.281度到-2.665度的内入射角(相对于表面法线)获得的条件。图12A和图12B示出了第二实施方案的斜交镜1200。第二实施方案的斜交镜1200包括位于光栅介质1210中的光栅结构1205(由图12A和图12B中的斜阴影线示出)。为了清楚起见，斜线影线在光栅介质1210内靠近指示光、轴和角度的图形元素的区域中被省略。然而，本领域技术人员将认识到，光栅结构1205通常占据上述区域。第二实施方案的光栅结构1205包括在光栅介质1210中彼此至少部分重叠的多个全息图。第二实施方案的多个全息图包括用405nm波长的记录光束记录的四十九(49)个体积全息图。该49个体积全息图在光栅介质1210中彼此重叠并且以类似于第一实施方案的斜交镜的方式记录，不同之处在于记录光束的内入射角被调整以解释介质收缩。下文在制造斜交镜的第二种方法中描述了记录第二实施方案斜交镜的49个全息图。第二实施方案光栅介质1210是可从AkoniaHolographics,LLC(Longmont,CO)商购获得的称为AK233-200的专有光敏聚合物光学记录介质。第二实施方案的AK233-200记录介质的厚度为约200μm，M/#为约24，并且对于波长为405nm的光折射率为约1.50。作为记录体积全息图的结果，AK233-200介质通常缩小约0.50％。第二实施方案斜交镜1200的变型可包括附加层，诸如玻璃盖或玻璃衬底(图12A和图12B中未示出)。该附加层的折射率通常与光栅介质匹配，并且折射率匹配流体薄膜可位于光栅介质1210和附加层之间。如图12A所示，第二实施方案的光栅结构1205具有被配置为关于第一反射轴1238(以虚线示出)反射第一入射光1224A,1224B的物理特性。第一入射光具有532nm的第一波长并且在特定位置1217入射到光栅介质1210上。第一反射轴1238与光栅介质的表面法线1222相对于表面法线相差+14.618度(内角)的第一反射轴角度1235，其中第一入射光具有相对于表面法线位于-9.281度至-2.665度之间(包含性)(6.616度的范围)的第一内入射角1225A,1225B。第一内入射角包括从-9.281度到-2.665度以约0.066度的角度间隔隔开的一百(101)个不同内角。在第二实施方案斜交镜的一些变型中，第一入射光的第一内入射角包括从-9.281度到-2.665度以约0.66度的角度间隔隔开的十(10)个不同内角。如图12A所示，具有相对于表面法线-9.281度的第一内入射角1225A的第一入射光1224A被光栅结构1205反射为具有相对于表面法线+38.610度的第一内反射角1226A的第一反射光1227A。具有相对于表面法线-2.665度的第一内入射角1225B的第一入射光1224B被反射为具有+31.836度的第一内部反射角1226B的第一反射光1227B。第一反射光1224A,1224B具有第一波长，即在第二实施方案中，第一反射光具有532nm的波长。表3中示出了第二实施方案斜交镜的第一入射光角度、第一反射光角度和第一反射轴角度。表3第二实施方案斜交镜的第一入射光、第一反射光和第一反射轴的角度；波长＝532nm；AK233-200记录介质；N＝101如图12B所示，第二实施方案的光栅结构1205被进一步配置为关于第二反射轴1239反射第二入射光1230A,1230B。第二入射光具有513nm的第二波长，因此第二波长与第一波长相差19nm，或相差0.036的波分率(WF)。第二入射光在特定位置1217入射到光栅介质1210上。第二实施方案的特定位置1217包括光栅介质表面1212的第一入射光和第二入射光两者均照射到其上的区域。第二反射轴1239与光栅介质的表面法线1222相对于表面法线相差+14.617度(内角)的第二反射轴角1236，其中第二入射光具有相对于表面法线的跨越-9.281度到-2.665度范围的第二内入射角1228A,1228B。第二入射光的第二内入射角包括从-9.281度到-2.665度以约0.066度的角度间隔隔开的一百(101)个不同内角。在第二实施方案的斜交镜的一些变型中，第二入射光的第二内入射角包括从-9.281度到-2.665度以约0.66度的角度间隔隔开的十(10)个不同内角。如图12B所示，具有相对于表面法线-9.281度的第二内入射角1228A的第二入射光1230A被光栅结构1205反射为具有1229A相对于表面法线38.598度的第二内反射角的第二反射光1233A。具有相对于表面法线-2.655度的第二内入射角1228B的第二入射光1230B被反射为具有+31.836度的第二内部反射角1229B的第二反射光1233B。第二反射光1233A,1233B具有第二波长，即在第二实施方案中第二反射光具有513nm的波长。表4中示出了第二实施方案斜交镜1200的第二入射光角度、第二反射光角度和第二反射轴角度。表4第二实施方案斜交镜的第二入射光、第二反射光和第二反射轴的角度；波长＝513nm；AK233-200记录介质；N＝101为了清楚起见，图12A和图12B中的光被示出为在位于光栅结构1205的中心附近的位置被反射。然而，本领域技术人员认识到，光通常在整个光栅结构上而不是在特定位置被反射。在第二实施方案中，在整个WF＝0.036上，第二反射轴角度与第一反射轴角度相差约0.0005度。这一非常低水平的变化可接近用于测量反射角的仪器的精度水平。因此，出于本发明的目的，可认为第二反射轴与第一反射轴没有偏差。对于某些应用，反射轴角度之间的差异应为0.025度或更小。对于其他一些应用，在WF≥0.036范围内，反射轴角度之间的差异应为0.010度或更小。第二实施方案的斜交镜满足这些要求。学生t检验(双尾)指示第一反射轴角度和第二反射轴线角度之间没有差异(每组N＝101；P＝0.873)。而且，0.001度或更小的差异对用于测量斜交镜反射角的仪器的精度提出了挑战。因此，出于本发明的目的，在第二反射轴与第一反射轴相差0.001度或更小的情况下，可认为第二反射轴与第一反射轴没有偏差。对于第二实施方案的斜交镜，第一入射光的入射角相对于第一反射轴在-17.250度到-23.946度之间变化。第二入射光的入射角相对于第二反射轴在-17.250度到-23.940度之间变化。因此可以说，第一入射光和第二入射光中的每一者从第一反射轴偏移至少17.20度。对于第二实施方案的斜交镜，在表3和表4中分别列出了入射光的入射角和该入射光的反射相对于反射轴的反射角。图12A和图12B中还示出了第二实施方案相对于入射光及其反射的表面法线的外角。如图12A所示，第一入射光1224A、1224B相对于表面法线的外角范围从第一入射光外角1213A的-14.000度到第一入射光外角1213B的-4.000度。如图12A所示，第二入射光1230A、1230B相对于表面法线的外角范围从-14.000度的第二入射光外角1215A到-4.000度的第二入射光外角1215B。在图12A和12B中还分别示出了第一反射光外角1214A、1214B和第二反射光外角1216A、1216B。本领域的技术人员将认识到，入射光及其反射通常可以被颠倒，使得先前的反射角变为入射角，反之亦然。然而，为了本公开的目的，一定范围的入射角的叙述或描述指的是入射光朝向反射轴的一侧或另一侧，但不是两者，或者在逆向反射的入射光的情况下，相对于反射轴为零(0)的入射角。因此，一定范围的入射角不包括相对于反射轴正负的角度。如在此所示出和描述的，入射角相对于其各自的反射轴为负(即，沿顺时针方向)。然而，这一惯例是为了方便和简单而使用的，并不旨在教导、建议或暗示斜交镜只能反射驻留在反射轴一侧的入射光。第三实施方案的斜交镜第三实施方案的斜交镜包括位于光栅介质中的光栅结构，其中该光栅结构包括在光栅介质中彼此重叠的二十一(21)个体积全息图。第三实施方案的光栅介质是可从CovestroAG(前BayerMaterialScienceAG)(Leverkusen,Germany)商购获得的光敏聚合物光学记录介质，称为HXTP光聚合物膜。第三实施方案的HXTP记录介质为约70μm厚，并且通常由于记录体积全息图收缩约1.0％。因此，在第三实施方案的光栅介质中记录体积全息图时通常采用收缩补偿。下面在制造第三实施方案的斜交镜中描述收缩补偿。第三实施方案的斜交镜的变型可以包括附加层，诸如玻璃盖或玻璃基板。该附加层的折射率通常与光栅介质匹配，并且折射率匹配流体薄膜可位于第三实施方案的光栅介质和附加层之间。第三实施方案的光栅结构具有被配置为关于第一反射轴反射第一入射光的物理性质。第一入射光具有532nm的第一波长并且在特定位置入射到光栅介质上。第一反射轴与光栅介质的表面法线相对于表面法线相差第一反射轴角度+9.419度(内部)，其中第一入射光具有相对于表面法线驻留在(含)-6.251度和+0.334度之间的内角(6.585度的范围)。第一入射光的内角包括跨越约6.59度范围的多个角度，所述多个角度包括从-6.251度到+0.334度以约0.067度的角度间隔隔开的一百(100)个不同内角。第三实施方案的第一入射光相对于表面法线具有-6.251度的内角，被光栅结构反射为具有相对于表面法线的+25.027度的内角的第一反射光。具有相对于表面法线的+0.334度的内角的第一入射光被反射为具有+18.487度的内角的第一反射光。第一反射光具有第一波长，即在第三实施方案中，第一反射光具有532nm的波长。第三实施方案的光栅结构被进一步配置为关于第二反射轴反射第二入射光。第二入射光具有513nm的第二波长，并且其第二波长与第一波长相差19nm，或波分率(WF)为0.036。第二入射光入射到特定位置处的光栅介质上。第二反射轴与光栅介质的表面法线相对于表面法线相差第二反射轴角度+9.400度(内部)，其中第二入射光相对于表面法线具有内角，其范围从-6.251度到+0.334度。第二入射光的内角包括从-6.251度到+0.334度以约0.067度的角度间隔隔开的一百(100)个不同内角。第三实施方案的第二入射光相对于表面法线具有-6.251度的内角，被光栅结构反射为具有相对于表面法线的+24.967度的内角的第二反射光。具有相对于表面法线的+0.334度的内角的第二入射光被反射为具有+18.425度的内角的第二反射光。第二反射光具有第一波长，即在第三实施方案中，第二反射光具有513nm的波长。第三实施方案的第二反射轴基本上与第一反射轴重合。表5总结了第一实施方案、第二实施方案和第三实施方案的斜交镜的反射特性。表5反射轴之间的差λ＝532nm和λ＝513nm处的角度*平均角度是相对于表面法线的N个入射光入射角处的N个测量值的平均值；入射光和反射光都具有特定的波长(λ)。**λ＝532nm和λ＝513nm处的平均反射轴角度之差为绝对值，因此不包括负数。***相对于表面法线的入射光入射角。反射轴保持恒定的入射角范围可以用ΔθB表示，如下表6中所示，第一实施方案的斜交镜的反射轴角度对于入射角范围≥20×ΔθB的入射光而言变化小于0.015度，在多个波长彼此相差WF≥0.036。对于第二实施方案的斜交镜而言，对于入射角范围≥20×ΔθB的入射光，反射轴角度变化小于0.020度，在多个波长彼此相差WF≥0.036。表6跨约20×ΔθB的入射角范围反射轴角度的变化*入射光和反射光的波长。**入射角变化为约20×ΔθB的入射光的反射轴角度(内部，相对于表面法线)之间的差。***入射光入射角度的范围(内部，相对于表面法线)约等于20×ΔθB，该表中公布了反射轴角度之间的差。计算该表中公布的入射光角度范围的中点处的入射光入射角的ΔθB。制造斜交镜的方法图13中示出了用于制造斜交镜的示例性系统1350。示例性系统1350包括设置在第一反射镜1352A和第二反射镜1352B之间的光栅介质1310。第一反射镜和第二反射镜被布置为引导第一记录光束1354和第二记录光束1355，使得记录光束彼此相交并且彼此干涉以形成作为全息图1305被记录在光栅介质1310中的干涉图案。全息图1305是光栅结构的示例。根据全息
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的技术人员有时使用的惯例，记录光束可以被称为参考光束和信号光束。然而，第一记录光束和第二记录光束中的每一者通常是(除了入射到光栅介质上的角度之外)彼此相同的单色准直平面波束。此外，所谓的信号光束通常不包括在所谓的参考光束中不存在的编码在其中的数据。因此，将一个记录光束指定为信号光束，将另一个记录光束指定为参考光束可以是任意的，其中指定“信号”和“参考”用于区分两个记录光束，而不是指示一个记录光束包括不存在于另一个记录光束中的编码数据。在一些实施方案中，记录光束可以具有彼此不同的宽度，或者这些宽度可以是相同的。记录光束可以各自具有彼此相同的强度，或者光束之间的强度可以不同。通常使用与棱镜和光栅介质匹配的流体折射率，将光栅介质1310在第一棱镜1359A和第二棱镜1359B之间固定就位。倾斜轴1361驻留在相对于表面法线1322的倾斜角1364处。第一记录光束和第二记录光束1354、1355相对于表面法线1322分别驻留在第一记录光束内角1356和第二记录光束内角1357处。光束差角(α)1358是第一记录光束和第二记录光束1354、1355相对于彼此的角度。在实施方案中，α驻留在从0到180度的范围内。根据等式(9)可以计算出每个全息图的倾斜角1364，θ倾斜＝(θR1+θR2–180°)/2(9)其中：θ倾斜是倾斜角，即倾斜轴相对于表面法线的内角；θR1是相对于表面法线的第一记录光束内角；和θR2是相对于表面法线的第二记录光束内角。从图13中可以看出，第一记录光束和第二记录光束1354、1355关于倾斜轴1361对称，使得相对于倾斜轴1366的第一记录光束内角加上相对于倾斜轴1367的第二记录光束内角等于180度。第一记录光束和第二记录光束相对于倾斜轴1366、1367的内角分别易于根据第一记录光束内角和第二记录光束内角1356、1357以及倾斜角1364来计算。第一记录光束和第二记录光束中的每一者通常是源自激光光源的准直平面波束。可以使用每个记录光束的多个光线描绘来说明平面波束。然而，为了清楚起见，在图13中，使用每个记录光束的单个光线描绘来示出第一记录光束和第二记录光束。图13中象征性地而不是严格定量地示出了空气/棱镜交界处的折射，例如其中第一记录光束1354与第一棱镜1359A的空气/棱镜交界相交，并且其中第二记录光束1355与第二棱镜1359B的空气/棱镜交界相交。因为棱镜通常与光栅介质1310折射率匹配，所以通常可以忽略棱镜/光栅介质交界处的折射。在实施方案中，光栅介质和棱镜各自具有约1.50的折射率。全息图的倾斜角(包括全息图集合的平均倾斜角)可与反射轴角度基本相同，这意味着倾斜角或平均倾斜角在反射轴角度的1.0度内。本领域的技术人员将会认识到，倾斜角和反射轴角度在理论上可以是相同的。然而，由于系统精度和准确度的限制，在记录全息图期间发生的记录介质的收缩以及其他误差源，测量的或基于记录光束角度估计的倾斜角或平均倾斜角可能不完全匹配根据斜交镜反射的光的入射角和反射角测量的反射轴角度。尽管如此，基于记录光束角度确定的倾斜角可以在基于入射光及其反射的角度确定的反射轴角度的1.0度内，即使其中中等收缩和系统缺陷会带来估计倾斜角和反射轴角度的误差。当参考制造斜交镜时(例如当描述在斜交镜光栅介质中记录全息图时)，倾斜轴/反射轴通常被称为倾斜轴，并且当参考斜交镜的光反射特性时称为反射轴。通过分别旋转第一光束反射镜和第二光束反射镜1352A、1352B来调节第一记录光束和第二记录光束1354、1355入射到光栅介质上的角度。由旋转箭头1353指示的光束反射镜的旋转不仅调节入射角，而且还将改变光栅介质1310中记录光束彼此干涉的位置。因此，当旋转光束反射镜以调节入射角时，光栅介质1310和棱镜1359A、1359B平移移动，以便在光栅介质中在与先前记录的全息图大致相同的位置记录新的全息图。光栅介质1310的平移由平移箭头1360指示。在示例性系统1350的变型中，使用可变波长激光器来改变第一记录光束和第二记录光束的波长。当第一记录光束和第二记录光束的波长改变时，第一记录光束和第二记录光束的入射角可以但并非必须保持恒定。制造斜交镜的第一种方法图14中示出了制造斜交镜的第一种方法。第一种方法的斜交镜是第一实施方案的斜交镜1100，在图11A和图11B中也有示出，并且其反射特性如上所述。第一种方法通常利用用于制造斜交镜的系统，诸如图13所示和上文所述的示例性系统1350。然而，为了清楚起见，在图14中省略了第一棱镜和第二棱镜，并且示出了记录光束，而未示出记录光束在空气/光栅介质交界处或空气/棱镜交界处的折射。然而，本领域的技术人员将认识到，折射通常发生在空气/棱镜交界处(或空气/光栅介质交界处，其中不使用折射率匹配棱镜)，并且在设计系统或方法以实现描述的内角时应予以考虑。第一记录光束1154和第二记录光束1155用于第一实施方案的光栅介质1110，其中记录光束彼此干涉以产生干涉图案，该干涉图案在光栅介质1110中被记录为体积全息图。记录光束通常是通过将来自外腔、可调谐二极管激光器的405nm的光束分成两个独立的光束而形成的。使用偏振分束器分离光束，并且使用半波片将两个独立的光束之一的极性从p偏振改变为s偏振，使得两个独立的光束都是s偏振。s偏振光束中的一个光束成为第一记录光束1154，而另一个s偏振光束成为第二记录光束1155。第一记录光束和第二记录光束中的每一者都是具有405nm波长的准直平面波束。第一实施方案的斜交镜受益于具有反射特性，所述反射特性允许其反射与记录光束波长基本上不同并且特别是波长长于记录光束波长的光。其中第一实施方案的全息图用405nm波长的记录光束记录的AK174-200光栅介质，对于200μm厚的介质以约0.07吸光度单位吸收405nm的光。相反，AK174-200光栅介质对于大于425nm的可见光波长的吸光度可以忽略不计(保守估计，每200μm小于0.002吸光度单位；可忽略不计的吸光度通常与零不可区分)。因此，AK174-200光栅介质吸收记录光束(在405nm处)的强度比吸收第一实施方案的斜交镜被配置为反射的绿光(例如，在503nm至537nm的范围内)的强度大至少35倍。通过在光栅介质1110中记录48个体积全息图来创建第一实施方案的斜交镜1100的光栅结构1105。48个全息图中的每一个全息图都以其自身唯一的第一记录光束内角1156和其自身唯一的第二记录光束内角1157记录。第一记录光束内角1156是第一记录光束1154相对于光栅介质1110的表面法线1122的内角，并且第二记录光束内角1157是第二记录光束1155相对于表面法线1122的内角。光束差角(α)1158是第一记录光束和第二记录光束1154、1155相对于彼此的角度。用于第一实施方案斜交镜的第一记录光束和第二记录光束中的每一个记录光束具有约3mW/cm2辐照度。通常，48个全息图中的第一个全息图以35mJ/cm2的能量剂量记录，并且对于随后的每个全息图，剂量增加约1.5％。记录全部48个全息图的总能量剂量通常为约2.5J/cm2。在此描述的辐照度和能量剂量仅仅是示例性的。斜交镜的其他实施方案和制造斜交镜的方法可以使用不同水平的辐照度和能量剂量。使用+53.218度的第一记录光束内角1156和+154.234度的第二记录光束内角1157记录第一全息图，导致101.016度的光束差角(α)1158。48个全息图中的每一个全息图的倾斜轴1161相对于表面法线1122具有+13.726度的倾斜角1164，并且因此48个全息图的平均倾斜角也为+13.726度。根据上述等式(9)计算每个全息图的倾斜角。对于光栅结构的每个后续的全息图，第一记录光束内角和第二记录光束内角1156、1157通常改变量值彼此大致相等但具有相反符号的量，这保持了第一记录光束和第二记录光束关于倾斜轴的对称性。例如，对于第二全息图，将第一记录光束内角改变+0.091度，并且将第二记录光束内角调节-0.091度，使得第一记录光束内角1156变成+53.309度，第二记录光束内角变成+154.143度；α＝100.834度。从一个全息图到下一个全息图的记录光束内角中的改变量值在48个体积全息图上变化很小(即从一个全息图到下一个全息图的记录光束内角中的改变)，从用于从第一全息图到第二全息图的记录光束内角中的改变的0.091度到用于从第47个全息图到第48个全息图的记录光束内角中的改变的0.084度。然而，对于第一记录光束内角和第二记录光束内角的每个改变，改变的量值是相同的，并且对于第一光束角和第二光束角中的每个光束角而言，变化的量值相同，符号相反。第一实施方案的光栅结构1105的最后一个(第48个)全息图的第一记录光束内角和第二记录光束内角1156、1157分别为+57.332度和+150.120度，并且α＝92.788度。在一些实施方案中，第一记录光束内角的变化量值可与第二记录光束内角的变化量值略有不同，这样可以补偿系统不精确性、斯奈尔效应、色散或由记录全息图引起的光栅介质的收缩。在记录一个全息图与下一个全息图之间调节光栅介质1110的位置(如平移箭头1160所示)，使得48个全息图中的每个全息图的至少一部分记录在与48个全息图的所有其他全息图的至少一部分共享的光栅介质中的公共空间中。因此，48个全息图中的每一个全息图至少部分地在空间上与光栅介质中的48个全息图中的所有其他全息图重叠。第一记录光束内角1156的范围在+53.218度到+57.332度(4.114度的范围)之间，并且第二记录光束内角1157的范围在+154.234度到+150.120度(4.114度的范围)之间。如图14所示，对于第一种方法的每个全息图，第一记录光束和第二记录光束1154、1155关于倾斜轴1161对称，使得第一记录光束相对于倾斜轴1166的内角(对于第一全息图而言为+38.492度)加上第二记录光束相对于倾斜轴1167的内角(对于第一全息图而言为+141.508度)等于180度(38.492°+141.508°＝180°)。第一记录光束和第二记录光束相对于倾斜轴1166、1167的内角分别易于根据第一记录光束内角和第二记录光束内角1156、1157以及倾斜角1164来计算。在表7中列出了第一记录光束和第二记录光束的第一记录光束内角和第二记录光束内角(其定义为相对于光栅介质的表面法线的内角)以及相对于倾斜轴的内角。在记录48个体积全息图之后，通过本领域的技术人员熟知的过程使AK174-200记录介质光固化。[更多内容]根据等式(10)和(11)，可以使用束角差α来计算KG。其中：是全息图在k空间中的光栅矢量，包括和以及是分别用于记录全息图的第一记录光束和第二记录光束在k空间中的波矢量；α是如上所述的光束差角；λ是第一记录光束和第二记录光束的光的真空波长；和n是全息图的平均折射率(称为“体积指数”，其中记录有全息图的光栅介质的折射率被用作近似值)。和的更详细的解释可见于本说明书上文的标题为kSpaceFormalismforHolography的章节。对于用于第一实施方案斜交镜的AK174-200光栅介质而言，对于405nm的光，估计n为1.50。用于记录用于制造第一实施方案斜交镜的全息图的第一记录光束和第二记录光束的波长为405nm＝405×10-9m。因此，对于AK174-200光栅介质中的第一记录光束和第二记录光束而言，k＝2.327×107弧度/米(rad/m)。对于第一实施方案斜交镜的全息图而言，KG的范围从第一全息图的3.592×107rad/m到第48个全息图的3.370×107rad/m。任何两个全息图之间光栅矢量的差的绝对值|ΔKG|可以是用于描述全息图“间距”(即，任何两个全息图的光栅矢量在k空间中彼此接近的程度)的有用度量。对于每个第一实施方案的全息图及其相邻全息图而言，|ΔKG|相对恒定，所有48个全息图的平均值为4.715×104rad/m，变化系数为0.11％。每个全息图的相邻全息图由与每个全息图的KG相比具有次高或次低KG的一个或多个全息图组成。对于每个第一实施方案的全息图以及其相邻全息图而言，|ΔKG|驻留在4.70×104rad/m到小于4.73×104rad/m的范围内。第一全息图与第48个全息图之间的|ΔKG|为2.22×106rad/m。在斜交镜的实施方案中，在全息图和相邻全息图(其可以被称为相邻|ΔKG|)之间的|ΔKG|具有多个全息图的平均值，所述多个全息图通常但不一定驻留在5.0×103rad/m到1.0×107rad/m的范围内，更通常地在1.0×104rad/m到5×106rad/m的范围内，更通常地还在1.0×104rad/m到1.0×106rad/m的范围内。在一些实施方案中，多个全息图的平均相邻|ΔKG|驻留在8.0×104到5.0×106rad/m的范围内，并且可以驻留在1.0×105rad/m到1.0×106rad/m的范围内。在一些实施方案中，多个全息图的平均相邻|ΔKG|强烈影响斜交镜的性能。一组全息图的相对较小的平均相邻|ΔKG|可对应于相对较高的斜交镜图像保真度。然而，其中一组全息图的相邻|ΔKG|相对较小，为了跨越给定的全息图组的|ΔKG|范围，该组中的全息图的总数较大。此外，由于光栅介质的记录容量通常受动态范围(通常表示为M/#)的限制，因此在一组中记录更多的全息图通常意味着该组中的每个全息图较弱(即，在介质中较为模糊地记录)。因此，在全息图组具有相对较小相邻|ΔKG|(需要较多全息图，其他情况相同)和该组具有较大相邻|ΔKG|之间存在张力，这使得能够记录更少但较强的全息图。较少较强的全息图通常会导致斜交镜较强的反射。此外，相对宽带照明源的使用(例如，LED，而不是激光器)可以减少具有较大平均相邻|ΔKG|的斜交镜中图像保真度的损失。在一些实施方案中，存在一个最佳点，其中多个全息图的相邻|ΔKG|的平均值驻留在5.0×103rad/m到1.0×107rad/m的范围中。其中平均相邻|ΔKG|驻留在最佳点中的斜交镜的实施方案通常表现出图像保真度和反射率的理想平衡。对于第一实施方案的斜交镜的48个全息图中的每一个全息图而言，α、KG和|ΔKG|的值可见于表7。在制造斜交镜的第一种方法的变型中，如上所述，在保持第一记录光束和第二记录光束关于倾斜轴的对称性的同时，通过连续同步地调节第一记录光束内角和第二记录光束内角来创建全息图。因此，单个全息图在第一记录光束从+53.218度的第一记录光束内角扫描到+57.332度的第一记录光束角度时被记录。同时，第二记录光束从+154.234度的第二记录光束内角扫描到+150.120度。因此，当记录单个全息图时，α在101.016度到92.788度之间变化并且KG在3.592×107rad/m到3.370×107rad/m之间变化。在记录单个全息图的同时调节光栅介质的位置，使得单个全息图被记录在光栅介质中的相对紧凑的空间中，而不是在记录光束角度改变时在相对宽的空间上摊开。因此，单个全息图表现出与用48组唯一的第一记录光束内角和第二记录光束内角记录的48个离散全息图非常相似的反射特性，并且用于记录单个全息图的总能量剂量通常与用于记录48个全息图的总能量剂量相同(2.5J/cm2)。制造斜交镜的二种种方法下面描述制造斜交镜的第二种方法。由第二种方法制成的斜交镜是第二实施方案的斜交镜1200，在图12A和图12B中也有示出，并且其反射特性如上所述。第二种方法除了第一记录光束内角和第二记录光束内角与第一种方法的不同之外，与第一种方法相同，这使得第二实施方案的斜交镜反射特性与第一实施方案的斜交镜反射特性不同。在本示例中，第二种方法使用不同于第一种方法(AK174-200)的光栅介质(AK233-200)进行。与第一实施方案类似，第一实施方案的斜交镜受益于具有反射特性，所述反射特性允许其反射与记录光束波长基本上不同并且特别是波长长于记录光束波长的光。通过在光栅介质1210中记录49个体积全息图来创建第二实施方案的斜交镜1200的光栅结构1205。第二种方法的49个全息图中的每一个全息图都以其自身唯一的第一记录光束内角和其自身唯一的第二记录光束内角记录。第一记录光束内角是第一记录光束相对于光栅介质的表面法线的内角，并且第二记录光束内角是第二记录光束相对于表面法线的内角。用于第一实施方案斜交镜的第一记录光束和第二记录光束中的每一个记录光束具有约3mW/cm2辐照度。通常，49个全息图中的第一个全息图以35mJ/cm2的能量剂量记录，并且对于随后的每个全息图，剂量增加约1.5％。记录全部49个全息图的总剂量通常为约2.5J/cm2。根据第二种方法，使用+55.913度的第一记录光束内角和+153.323度的第二记录光束内角记录第一全息图；因此，α为97.410度。49个全息图中的每一个全息图的倾斜轴相对于表面法线具有+14.618度的倾斜角。根据上述等式(9)计算每个全息图的倾斜角。对于光栅结构的每个后续的全息图，第一记录光束内角和第二记录光束内角通常改变量值彼此大致相等但具有相反符号的量，这保持了第一记录光束和第二记录光束关于倾斜轴的对称性。例如，为了根据第二种方法记录第二全息图，将第一记录光束内角改变+0.095度，并且将第二记录光束内角调节-0.095度，使得第一记录光束内角变成+56.008度，第二记录光束内角变成+153.228度；α＝97.220度。从一个全息图到下一个全息图的记录光束内角中的改变量值通常在49个体积全息图上变化很小(即从一个全息图到下一个全息图的记录光束内角中的改变)，从用于从第一全息图到第二全息图的记录光束内角中的改变的0.095的量值到用于从第48个全息图到第49个全息图的记录光束内角中的改变的0.087的量值。然而，对于第一记录光束内角和第二记录光束内角中的每一个而言，改变的量值相同，并且对于第一记录光束内角和第二记录光束内角中的每一个而言，改变的符号相反。第二实施方案光栅结构的最后一个(第49个)全息图的第一记录光束内角和第二记录光束内角分别为+60.252度和+148.984度，并且α＝88.732。在一些实施方案中，第一记录光束内角的改变量值可与第二记录光束内角的改变量值略有不同，以便补偿诸如系统不精确性、斯奈尔效应、色散或由记录全息图引起的光栅介质的收缩等因素。在记录一个全息图与下一个全息图之间调节光栅介质的位置，使得49个全息图中的每个全息图的至少一部分记录在与49个全息图的所有其他全息图的至少一部分共享的公共空间中。因此，49个全息图中的每一个全息图至少部分地在空间上与光栅介质中的49个全息图中的所有其他全息图重叠。因此，根据第二种方法，第一记录光束内角的范围在+55.913度到+60.252度(4.339度的范围)之间，第二记录光束内角的范围在+153.323度到+148.984度(4.339度的范围)之间。与第一种方法一样，对于第二种方法的每个全息图，第一记录光束和第二记录光束关于倾斜轴对称，使得第一记录光束相对于倾斜轴的内角(对于第一全息图而言为+41.295度)加上第二记录光束相对于倾斜轴的内角(对于第一全息图而言为+138.705度)＝180度(41.295°+138.705°＝180°)。第一记录光束和第二记录光束相对于倾斜轴的内角分别易于根据相对于表面法线的第一记录光束内角和第二记录光束内角以及倾斜角来计算。对于制造斜交镜的第二种方法，在表8中列出了第一记录光束和第二记录光束的第一记录光束内角和第二记录光束内角(其定义为相对于光栅介质的表面法线的内角)以及相对于倾斜轴的内角。在记录49个体积全息图之后，通过本领域的技术人员熟知的过程使AK233-200记录介质光固化。例如，在一些实施方案中，光固化包括暴露于来自发光二极管的近紫外均匀相干光，直到其他光敏化学品的基本上所有的光引发剂、光敏单体已被消耗。对于用于第二实施方案斜交镜的AK233-200光栅介质而言，对于405nm的光，估计n为1.50。用于记录用于制造第二实施方案斜交镜的全息图的第一记录光束和第二记录光束的波长为405nm＝405×10-9m。因此，对于AK233-200光栅介质中的第一记录光束和第二记录光束而言，k＝2.327×107rad/m。对于第二实施方案斜交镜的全息图而言，KG的范围从第一全息图的3.497×107rad/m到第49个全息图的3.254×107rad/m。第二实施方案全息图的相邻|ΔKG|相对恒定，所有49个全息图的平均值为5.050×104rad/m，变化系数为0.47％。每个第二实施方案全息图的相邻|ΔKG|驻留在5.01×104到5.10×104rad/m的范围内。介于第一全息图与第49个全息图之间的|ΔKG|为2.42×106rad/m。在制造斜交镜的第二种方法的变型中，如上所述，在保持第一记录光束和第二记录光束关于倾斜轴的对称性的同时，通过连续同步地调节第一记录光束内角和第二记录光束内角来创建全息图。因此，单个全息图在第一记录光束从+55.913度的第一记录光束内角扫描到+60.252度的第一记录光束角度时被记录。同时，第二记录光束从+153.323度的第二记录光束内角扫描到+148.984度。因此，单个全息图相当于记录有49组唯一的第一记录光束和第二记录光束内角的49个离散的全息图。用于记录单个全息图的总能量剂量通常为单个全息图2.5J/cm2。制造斜交镜的第三种方法下面描述制造斜交镜的第三种方法。与第一种方法类似，第三种方法通常利用用于制造斜交镜的系统，诸如图13所示和上文所述的示例性系统1350。根据第三种方法，通过在光栅介质中记录三组全息图来创建光栅结构。第一全息图组包括21个全息图，第二全息图组包括19个全息图，并且第三全息图组包括16个全息图，总计56个全息图。在一些实施方案中，第一全息图组、第二全息图组和第三全息图组中的每一组包括至少6个全息图或至少9个全息图。第一全息图组中的多个全息图中的每一个全息图通常至少部分地在空间上与第一全息图组中的多个全息图中的至少另一个全息图重叠，并且第一全息图组中的多个全息图中的至少一个全息图可至少部分地在空间上与第二全息图组中的全息图中的至少一个全息图重叠。在一些实施方案中，第一全息图组中的多个全息图中的每一个全息图至少部分地在空间上与第一全息图组中的多个全息图中的全部其他全息图重叠。类似地，第二全息图组中的多个全息图中的每一个全息图通常至少部分地在空间上与第二全息图组中的多个全息图中的至少另一个全息图重叠，并且第二全息图组中的多个全息图中的至少一个全息图可至少部分地在空间上与第一全息图组或第三全息图组中的全息图中的至少一个全息图重叠。在一些实施方案中，第二全息图组中的多个全息图中的每一个全息图至少部分地在空间上与第二全息图组中的多个全息图中的全部其他全息图重叠。类似地，第三全息图组中的多个全息图中的每一个全息图通常至少部分地在空间上与第三全息图组中的多个全息图中的至少另一个全息图重叠，并且第三全息图组中的多个全息图中的至少一个全息图可至少部分地在空间上与第二全息图组中的全息图中的至少一个全息图重叠。在一些实施方案中，第三全息图组中的多个全息图中的每一个全息图至少部分地在空间上与第三全息图组中的多个全息图中的全部其他全息图重叠。在一些实施方案中，第一全息图组、第二全息图组和第三全息图组的所有全息图至少部分地在空间上彼此重叠。使用第一记录光束和第二记录光束记录总共56个全息图中的每一个全息图，第一记录光束和第二记录光束以其自身唯一的第一记录光束内角和其自身唯一的第二记录光束内角入射到光栅介质上。在一些实施方案中，不是每个第一记录光束内角和第二记录光束内角都是唯一的。例如，在一些实施方案中，具有彼此相同的记录光束内角的多个全息图可被写入斜交镜中彼此不同的位置中。第一记录光束内角是第一记录光束相对于光栅介质的表面法线的内角，并且第二记录光束内角是第二记录光束相对于表面法线的内角。用于第一实施方案斜交镜的第一记录光束和第二记录光束中的每一个记录光束是具有约3mW/cm2辐照度的单色准直光束。通常，56个全息图中的第一个以35mJ/cm2的能量剂量记录，并且对于随后的每个全息图，剂量增加约0.9％。记录全部56个全息图的总剂量通常为约2.5J/cm2。第三种方法的第一全息图组包括使用+43.519度的第一记录光束内角和+163.882度的第二记录光束内角记录的第一全息图，导致120.363度的光束差角(α)。第一全息图的第一记录光束和第二记录光束关于具有13.700度的倾斜角的倾斜轴对称。对于第一全息图组的每个后续的全息图，第一记录光束内角和第二记录光束内角通常改变量值彼此大致相等但具有相反符号的量。例如，为了记录第一全息图组的第二全息图，将第一记录光束内角改变+0.351度，并且将第二记录光束内角调节-0.355度，使得第一记录光束内角变成+43.870度，第二记录光束内角变成+163.527度(α＝119.657度)。第二全息图的第一记录光束和第二记录光束关于具有13.699度的倾斜角的倾斜轴对称。从一个全息图到下一个全息图的记录光束内角中的改变量值通常在第一全息图组的21个体积全息图上变化很小(即从一个全息图到下一个全息图的记录光束内角中的改变)，从用于从第一全息图到第二全息图的记录光束内角中的改变的约0.353的量值到用于从第20个全息图到第21个全息图的记录光束内角中的改变的约0.299的量值。然而，对于第一记录光束内角和第二记录光束内角中的每一个而言，改变的量值大致相同，并且对于第一记录光束内角和第二记录光束内角中的每一个而言，改变的符号相反。第一全息图组的最后一个(第21个)全息图的第一记录光束内角和第二记录光束内角分别为+49.960度和+157.379度，并且α＝107.419度。第21个全息图的第一记录光束和第二记录光束关于具有13.670度的倾斜角的倾斜轴对称。根据第三种方法，第一全息图组的第一记录光束内角的范围在+43.519度到+49.960度(6.441度的范围)之间，第一全息图组的第二记录光束内角的范围在+163.882度到+157.379度(6.503度的范围)之间。对于第一全息图组的每个全息图而言，第一记录光束及其相应的第二记录光束关于倾斜轴对称。因此，第一记录光束相对于倾斜轴的内角(对于第一全息图而言为+29.819度)加上第二记录光束相对于倾斜轴的内角(对于第一全息图而言为+150.182度)等于180.0度(29.818°+150.182＝180.0°)。第一记录光束和第二记录光束相对于倾斜轴的内角分别易于根据第一记录光束内角和第二记录光束内角以及倾斜角来计算。第一全息图组的所有全息图的平均倾斜角为13.685度，并且第一组的所有倾斜角在平均值的0.015度内。对于制造斜交镜的第三种方法的第一全息图组而言，在表9中列出了相对于光栅介质的表面法线的第一记录光束内角和第二记录光束内角以及相对于倾斜轴的内角。对于许多斜交镜应用而言，为了实现足够的反射性能，一组全息图的所有倾斜角都应在该组的所有全息图的平均倾斜角的2.0度以内。在一些斜交镜应用中，为了实现足够的反射性能，一组全息图的所有倾斜角都在全息图组平均倾斜角的1.0度以内。对于要求更高的应用，为了实现足够的反射性能，一组全息图的所有倾斜角都在全息图组平均倾斜角的0.5度以内。对于更严苛的应用，为了实现足够的反射性能，一组全息图的所有倾斜角都在全息图组平均倾斜角的0.10度以内。对于特别严苛的应用，一组全息图的所有倾斜角都在全息图组平均倾斜角的0.01度以内。对于第一全息图组的全息图而言，KG的范围从第一全息图的4.140×107rad/m到第21个全息图的3.846×107rad/m，基于405nm的光，n＝1.538和AK283光敏光栅介质，导致k＝2.386×107rad/m。第三种方法可以使用厚度为500μm的AK283光栅介质来实施，但这不是必须的。对于第一全息图组的每个全息图而言，相邻|ΔKG|为1.469×105rad/m。介于第一全息图与第21个全息图之间的|ΔKG|为2.939×106rad/m。对于第三种方法的第一全息图组的21个全息图中的每一个全息图而言，α、KG和|ΔKG|的值可见于表9。第三种方法的第二全息图组包括使用+53.704度的第一记录光束内角和+153.696度的第二记录光束内角记录的第一全息图，导致α＝99.992度。第一全息图的第一记录光束和第二记录光束关于具有13.700度的倾斜角的倾斜轴对称。为了记录第二全息图组的第二全息图，将第一记录光束内角改变+0.272度，并且将第二记录光束内角调节-0.275度，使得第一记录光束内角变成+53.976度，第二记录光束内角变成+153.421度(α＝99.445度)。第二全息图的第一记录光束和第二记录光束关于具有13.699度的倾斜角的倾斜轴对称。从一个全息图到下一个全息图的记录光束内角中的改变量值通常在第二全息图组的19个体积全息图上变化很小(即从一个全息图到下一个全息图的记录光束内角中的改变)，从用于从第一全息图到第二全息图的记录光束内角中的改变的约0.274的量值到用于从第18个全息图到第19个全息图的记录光束内角中的改变的0.252的量值。然而，对于第一记录光束内角和第二记录光束内角中的每一个而言，改变的量值大致相同，并且对于第一记录光束内角和第二记录光束内角中的每一个而言，改变的符号相反。第二全息图组的最后一个(第19个)全息图的第一记录光束内角和第二记录光束内角分别为+58.393度和+148.957度，并且α＝90.564度。第19个全息图的第一记录光束和第二记录光束关于具有13.675度的倾斜角的倾斜轴对称。对于第二全息图组的全息图而言，KG的范围从第一全息图的3.655×107到第19个全息图的3.391×107(n＝1.538；k＝2.386×107)。对于第二全息图组的每个全息图而言，相邻|ΔKG|为1.469×105。介于第一全息图与第19个全息图之间的|ΔKG|为2.645×106rad/m。对于第三种方法的第二全息图组的19个全息图中的每一个全息图而言，α、KG和|ΔKG|的值可见于表9。根据第三种方法，第二全息图组的第一记录光束内角的范围在+53.704度到+58.393度(4.689度的范围)之间，第二全息图组的第二记录光束内角的范围在+153.696度到+148.597度(4.736度的范围)之间。对于第二全息图组的每个全息图而言，第一记录光束及其相应的第二记录光束关于倾斜轴对称。因此，第一记录光束相对于倾斜轴的内角(对于第一全息图而言为+40.004度)加上第二记录光束相对于倾斜轴的内角(对于第一全息图而言为+139.996度)等于180.0度(40.004°+139.996＝180.0°)。第一记录光束和第二记录光束相对于倾斜轴的内角分别易于根据第一记录光束内角和第二记录光束内角以及倾斜角来计算。第二全息图组的所有全息图的平均倾斜角为13.688度，并且第一组的所有倾斜角在平均值的0.013度内。对于制造斜交镜的第三种方法的第二全息图组而言，在表9中列出了相对于光栅介质的表面法线的第一记录光束内角和第二记录光束内角以及相对于倾斜轴的内角。第三种方法的第三全息图组包括使用+63.696度的第一记录光束内角和+143.704度的第二记录光束内角记录的第一全息图，导致α＝80.008度。第一全息图的第一记录光束和第二记录光束关于具有13.700度的倾斜角的倾斜轴对称。为了记录第三全息图组的第二全息图，将第一记录光束内角改变+0.229度，并且将第二记录光束内角调节-0.231度，使得第一记录光束内角变成+63.925度，第二记录光束内角变成+143.473度(α＝79.548度)。第一全息图的第一记录光束和第二记录光束关于具有13.699度的倾斜角的倾斜轴对称。从一个全息图到下一个全息图的记录光束内角中的改变量值通常在第三全息图组的16个体积全息图上变化很小(即从一个全息图到下一个全息图的记录光束内角中的改变)，从用于从第一全息图到第二全息图的记录光束内角中的改变的约0.230的量值到用于从第18个全息图到第19个全息图的记录光束内角中的改变的约0.219的量值。然而，对于第一记录光束内角和第二记录光束内角中的每一个而言，改变的量值大致相同，并且对于第一记录光束内角和第二记录光束内角中的每一个而言，改变的符号相反。第三全息图组的最后一个(第16个)全息图的第一记录光束内角和第二记录光束内角分别为+67.051度和+140.313度，并且α＝73.262度。第16个全息图的第一记录光束和第二记录光束关于具有13.682度的倾斜角的倾斜轴对称。对于第三全息图组的全息图而言，KG的范围从第一全息图的3.068×107到第16个全息图的2.847×107(n＝1.538；k＝2.386×107)。对于第三全息图组的每个全息图而言，相邻|ΔKG|为1.469×105。介于第一全息图与第16个全息图之间的|ΔKG|为2.204×106。对于第三种方法的第三全息图组的16个全息图中的每一个全息图而言，α、KG和|ΔKG|的值可见于表9。根据第三种方法，第三全息图组的第一记录光束内角的范围在+63.696度到+67.051度(3.355度的范围)之间，第三全息图组的第二记录光束内角的范围在+143.704度到+140.313度(3.391度的范围)之间。对于第三全息图组的每个全息图而言，第一记录光束及其相应的第二记录光束关于倾斜轴对称。因此，第一记录光束相对于倾斜轴的内角(对于第一全息图而言为+49.996度)加上第二记录光束相对于倾斜轴的内角(对于第一全息图而言为+130.004度)等于180.0度(49.996°+130.004＝180.0°)。第一记录光束和第二记录光束相对于倾斜轴的内角分别易于根据第一记录光束内角和第二记录光束内角以及倾斜角来计算。第三全息图组的所有全息图的平均倾斜角为13.691度，并且第一组的所有倾斜角在平均值的0.009度内。对于制造斜交镜的第三种方法的第三全息图组而言，在表9中列出了相对于光栅介质的表面法线的第一记录光束内角和第二记录光束内角以及相对于倾斜轴的内角。多色斜交镜实施方案由制造斜交镜的第三种方法产生的斜交镜可以称为多色斜交镜，因为其光栅介质被配置为关于基本上恒定的反射轴反射蓝光、绿光和红光。第一全息图组被配置为关于基本上恒定的第一反射轴反射位于可见光谱的蓝色区域中的入射光，该第一反射轴与光栅介质的表面法线相差至少2.0度。出于本公开的目的，可见光谱的蓝色区域中的入射光具有在405nm至492nm范围内的波长。更具体地讲，第一全息图组被配置为关于具有+13.685度的平均反射轴角度的基本上恒定的第一反射轴反射具有463nm波长的蓝色入射光，其中(i)蓝色入射光具有范围在+8.615度到-8.606度之间的内入射角(相对于表面法线)，并且(ii)内入射角包括至少21个不同的入射角，其中每个入射角与至少21个不同的入射角的所有其他入射角分开0.52度或更多。在一些实施方案中，蓝色入射光的内入射角包括至少4个不同的入射角，其中每个入射角与至少4个不同的入射角的所有其他入射角分开1.0度或更多。入射光分别以从+18.785度到+35.946度的内反射角(相对于表面法线)反射，并且反射光具有与入射光相同的波长。本领域的技术人员认识到，入射光及其反射是可互换的，使得在463nm入射光具有范围在+18.785度到+35.946度之间的内入射角的情况下，其关于基本上恒定的反射轴分别以从+8.615度至-8.606度范围内的内反射角反射。第二全息图组被配置为关于基本上恒定的第二反射轴反射位于可见光谱的绿色区域中的入射光，该第二反射轴与光栅介质的表面法线相差至少2.0度。出于本公开的目的，可见光谱的绿色区域中的入射光具有在493nm至577nm范围内的波长。更具体地讲，第二全息图组被配置为关于具有+13.688度的平均反射轴角度的基本上恒定的第二反射轴反射具有522nm波长的绿色入射光，其中(i)绿色入射光具有范围在+7.813度到-8.993度之间的内入射角(相对于表面法线)，并且(ii)内入射角包括至少19个不同的入射角，其中每个入射角与至少19个不同的入射角的所有其他入射角分开0.60度或更多。在一些实施方案中，绿色入射光的内入射角包括至少4个不同的入射角，其中每个入射角与至少4个不同的入射角的所有其他入射角分开1.2度或更多。绿色入射光分别以从+19.587度到+36.342度的内反射角反射，并且反射光具有与入射光相同的波长。本领域的技术人员认识到，入射光及其反射是可互换的，使得在522nm入射光具有范围在+19.587度到+36.342度之间的内入射角的情况下，其关于基本上恒定的反射轴分别以从+7.813度至-8.993度范围内的内反射角反射。第三全息图组被配置为关于基本上恒定的第三反射轴反射位于可见光谱的红色区域中的入射光，该第三反射轴与光栅介质的表面法线相差至少2.0度。出于本公开的目的，可见光谱的红色区域中的入射光具有在610nm至780nm范围内的波长。更具体地讲，第三全息图组被配置为关于具有+13.691度的平均反射轴角度的基本上恒定的第三反射轴反射具有622nm波长的红色入射光，其中(i)红色入射光具有范围在+10.370度到-8.391度之间的内入射角(相对于表面法线)，并且(ii)内入射角包括至少16个不同的入射角，其中每个入射角与至少16个不同的入射角的其他入射角分开0.74度或更多。在一些实施方案中，红色入射光的内入射角包括至少4个不同的入射角，其中每个入射角与至少4个不同的入射角的所有其他入射角分开1.5度或更多。红色入射光分别以从+17.030度到+35.791度的内反射角反射，并且反射光具有与入射光相同的波长。本领域的技术人员认识到，红色入射光及其反射是可互换的，使得在622nm入射光具有范围在+17.030度到+35.791度之间的内入射角的情况下，其关于基本上恒定的反射轴分别以从+10.370度至-8.391度范围内的内反射角反射。如上所述，第一全息图组被配置为关于具有+13.7度的平均反射轴角度的基本上恒定的反射轴反射具有463nm波长的蓝色入射光，其中463nm光以相对于表面法线的从-8.6度到+8.6度范围内的多个内角入射到光栅介质上。第二全息图组被配置为关于具有+13.7度的平均反射轴角度的基本上恒定的反射轴反射具有522nm波长的绿色入射光，其中522nm光以相对于表面法线的从-9.0度到+7.8度范围内的多个内入射角入射到光栅介质上。第三全息图组被配置为关于具有+13.7度的平均反射轴角度的基本上恒定的反射轴反射具有622nm波长的红色入射光，其中622nm光以相对于表面法线的从-8.4度到+10.4度范围内的多个内角入射到光栅介质上。因此，多色斜交镜的反射特性使其能够关于具有+13.7度的平均反射轴角度的基本上恒定的反射轴反射蓝色、绿色和红色入射光，其中蓝色、绿色和红色入射光以相对于表面法线的从-8.4度到+7.8度范围内(16.2度的范围)的内入射角入射到镜上。在实施方案中，斜交镜的反射特性使其能够关于基本上恒定的反射轴反射蓝色、绿色和红色入射光，其中蓝色、绿色和红色入射光以跨越至少4.0度或至少8.0度的多个内入射角入射到光栅介质上。制造斜交镜的多波长方法在制造斜交镜的多波长方法中，在AK233-200光栅介质中记录了六个体积全息图，六个全息图中的每一个全息图都使用其自身唯一的第一记录光束内入射角和第二记录光束内入射角记录。另外，对于六个体积全息图中的每一个全息图，使用可变波长激光器将第一记录光束和第二记录光束的波长连续同步地从403nm调节到408nm。在记录六个体积全息图中的每一个全息图时，第一记录光束和第二记录光束的波长彼此保持相等。根据多波长方法记录六个体积全息图所传输的总能量剂量通常但不一定为2.5J/cm2，表10提供了制造斜交镜的多波长方法的第一记录光束内入射角和第二记录光束内入射角。由多波长方法制造的斜交镜具有与上述第二实施方案斜交镜相同的反射特性。表10制造斜交镜的多波长方法的记录光束角度全息图第一记录光束入射角*第二记录光束入射角*156.235°153.001°257.033°152.203°357.813°151.423°458.568°150.668°559.303°149.933°660.018°149.218°*内角，相对于光栅介质表面法线其他斜交镜实施方案可以在包括诸如光敏记录介质的体积电介质的光栅介质中创建斜交镜的实施方案。如本文所述，可通过约束空间电介质调制谱来形成斜交镜实施方案。在实施方案中，通过在光敏记录介质中记录两个或更多个相干光束的干涉图案全息地实现电介质调制。在其他实施方案中，电介质调制可通过其他手段来实现。图15示出了另一个斜交镜实施方案，包括反射轴1561相交的若干斜交镜1500的“自恋者的镜”。自恋者可以坐在收敛点，看到他们自己的若干图像。斜交镜制造根据一个实施方案，可以全息地记录斜交镜。斜交镜可全息地记录或通过根据实施方案的非全息方式制造。全息记录图16A和图16B示出了用于记录斜交镜的附加方法。在图16A中，使用基本准直的记录光束照射光栅介质以产生期望的分布。在一个实施方案中，如图16A所示，包括第一记录光束1654A和第二记录光束1655A的波长为λ记录光束对照射光栅介质1610，以记录期望的线段状分布的第一点状子集，例如最高的空间频率分量(的外部尖端)。然后调节记录装置的入射角θ1和θ2，以产生包括另一第一记录光束1654B和另一第二记录光束1655B的另一组记录光束，其波长亦为λ。其他第一和第二记录光束1654B,1655B照射介质，以记录期望的线段状分布的第二点状子集。使用包括又一第一记录光束1654C和又一第二记录光束1655C的又一组记录光束重复该过程，直到整个期望的线段状分布被记录。在一些实施方案中，该记录可以在一次连续曝光中进行，其中θr和θs被连续地同步调整以产生期望的分布。在其他实施方案中，使用单独、离散的曝光，其中θr和θs在曝光过程中是固定的，只在曝光之间发生改变。其他实施方案可以组合这些方法。在一些实施方案中，可以以任意次序写入。在一些实施方案中，强度可以在一个或两个光束之间变化以控制空间衍射效率分布。在一些实施方案中，可以将相位控制元件(例如，安装在压电致动器上的反射镜)插入一个或两个光束路径中，以控制每个曝光的相位。在一些实施方案中，多于一个斜交镜或宽带斜交镜可能被记录到相同的介质中。在离散曝光的情况下，曝光的数量和角密度足以产生平滑、连续的线段状分布。本领域技术人员将容易地使用Kogelnik理论计算由离散曝光所产生的每个全息图的角度选择性。在一个实施方案中，以对应于该角度选择性的函数的角度增量进行曝光，例如在衍射效率峰值的四分之一最大值全宽度(FWQM)的角度间隔处进行曝光。在其他实施方案中，为了确保平滑的最终分布，角度曝光密度可以比这更精细。横跨线段状分布的必要FWQM峰值数可被视为形成该分布所需全息图的同等数量M。因此，可以通过η＝(M/M/#)2估计所得斜交镜的最大可能衍射效率，其中η是衍射效率，M/#是表征记录介质动态范围的材料参数。本领域技术人员将容易地确定如何根据每个单独曝光的几何结构或相邻曝光的重叠来细化该估计。图16B示出了一个实施方案，其中结合第一棱镜1659A和第二棱镜1659B以产生光束内角，否则，该光束内角由于光栅介质1610表面处的折射是不可获得的。例如，该方法通常用于制造图12B所示的斜交耦合器。本领域技术人员将容易地理解如何修改图13A和图13B的构造以实现所需的分布。在一些实施方案中，可选择单个记录波长λ以写入整个线段状分布。例如，在一个实施方案中，可以仅使用405nm激光源写入在所有可见波长范围操作的斜交镜。这具有仅需在单一波长处具有足够记录介质灵敏度的优点，以及简单性的优点。在一些实施方案中，使用多于一个的记录波长。在其他情况下，使用连续可变的波长源。在一个此类实施方案中，记录角θr和θs保持恒定，转而改变记录波长以产生整个线段状分布或其子集。其他制造方法用于制造斜交镜的其他方法落入本发明的范围内。在一个实施方案中，例如，使用传统的光学涂层装置建立非常厚的电介质层结构。该结构通常通过重复传统的宽带反射涂层设计被设计成在子层内产生宽带反射率。然后将厚结构研磨并抛光以产生与涂层成斜角的表面。所得到的结构通常相对于基本上由涂层的法线而不是抛光表面所限定的反射轴呈现出镜像行为，并因此构成斜交镜。在一些实施方案中，精确到原子级的制造方法能够通过一个原子一个原子的方式形成电介质结构来制造斜交反射镜，而无需考虑外表面。非平面反射镜从两种意义上来讲，斜交镜可以说是非平坦的：1)当记录介质的物理形状不平坦时；以及2)当全息条纹不平坦时。非板状反射镜根据本发明的反射镜的实施方案(包括斜交镜、宽带镜和全息镜的示例)包括记录在形状非板状的介质中的全息图。在一个示例中，在一个实施方案中，记录层被铸造成具有均匀厚度，但是是在弯曲表面上。在另一个例子中，利用非均匀记录层(例如，楔形)。在又一个示例中，模制任意形状(例如，球形)。在这些非板状镜的情况下，“斜交镜”的名称是否合适取决于相关表面的几何形状。非板状全息镜通常呈现宽带镜像特性。具有非平面全息条纹的反射镜在一些实施方案中，期望将光功率或其他有意识的像差引入到反射中。这可以通过局部地改变反射轴的方向利用反射镜的实施方案实现，例如使得平面波入射光束被反射以形成球面反射光束，如常规抛物面镜所发生的那样。例如，可以通过在图13的制造方法中使用一个会聚光束和一个发散光束，并且通过在改变波长而不是入射角的同时进行记录来制造此类斜交镜。也可以通过抛光沉积在非平坦表面上的电介质层来制造此类反射镜，或者通过使用先进的原子级精确制造方法来制造。其他制造实施方案一些全息记录系统实施方案包含反射镜、透镜和棱镜，以将第一记录光束和第二记录光束引导到光栅介质中，使得在大致相同的光栅介质中的位置处，以变化的记录光束内角记录多个全息图，而无需光栅介质的平移。在一些实施方案中，除了耦合棱镜以外，还可以使用棱镜来制造斜交镜。在一些实施方案中，可以使用各种耦合棱镜和平坦的玻璃片。在一些实施方案中，可以使用多个波长λN的多个光束Er_N和Es_N。在一些实施方案中，可以使用多个波长来制造多个离散的线段状分布。在一些实施方案中，可以使用多个波长来制造线段状分布，该分布可能是连续的或者可能包括间隔很近的部分。在一些实施方案中，信号和/或参考光束的入射角可以被调整以补偿样本材料的收缩。在一些实施方案中，可以旋转样本以补偿样本材料的收缩。在一些实施方案中，可以改变波长以补偿样本材料的收缩。替代实施方案和变型形式附图中示出和/或上面描述的各种实施方案及其变型形式仅仅是示例性的，并不旨在限制本发明的范围。应当理解，考虑到本公开的益处，本发明的许多其他变型形式已经被考虑，这对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。在所附权利要求书中阅读到的本发明的所有变型形式都旨在并涵盖在本发明的范围内。术语除非在背景中另有明确说明，否则在整个文件包括权利要求书中，本节中用引号(“”)表示的术语和短语都具有本术语部分所赋予它们的含义。此外，如果适用，所述定义适用于所定义的字词或短语的单数和复数变型，而不管字词或短语的情况如何。说明书中对“一个实施方案”、“实施方案”、“另一个实施方案”、“优选实施方案”、“替代实施方案”、“一个变型形式”、“变型形式”以及类似短语的引用意味着结合实施方案或变型形式描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施方案或变型中。在说明书各处使用的短语“在一个实施方案中”、“在一个变型形式中”或类似的短语不一定意味着指代相同的实施方案或相同的变型形式。如在本说明书和所附权利要求书中使用的术语“大约”是指给定值±10％。在本说明书和所附权利要求书中使用的术语“约”是指给定值±20％。在本说明书和所附权利要求书中使用的术语“通常”是指多半地或大部分。在本说明书和所附权利要求书中关于反射光使用的术语“大体上”是指由光栅结构反射的光。大体上以所述角度反射的光包括比以任何其他角度反射的光更多的光(不包括表面反射)。大体上关于所述反射轴反射的光包括比关于任何其他反射轴反射的反射光更多的反射光(不包括表面反射)。当考虑主要反射光时，不包括由设备表面反射的光。在本说明书和所附权利要求中使用的术语“反射轴”是指平分入射光线相对于其反射光线的角度的轴。入射光线、反射轴和反射光线全部存在于一个共同的平面中，这个平面可以被称为入射平面。斜交镜的入射平面不必与表面法线重合，尽管这是可以的。入射光线相对于反射轴的入射角的大小等于反射光线相对于反射轴的反射角的大小。为了上述“反射轴”的定义，角度是内角。对于常规的电介质和金属反射镜，反射轴与表面法线重合，即反射轴垂直于反射镜表面，入射平面也是如此。相反，根据本发明的斜交镜的实施方案可以具有不同于表面法线的反射轴，或者可以具有与表面法线重合的反射轴。斜交镜的反射轴是否与表面法线重合不取决于斜交镜的入射平面是否与表面法线重合。入射角和反射角通常但不一定是凭经验确定的，通常使用多次测量(通常为三次或更多次)来产生平均值。术语“反射”和类似术语在通常“衍射”被认为是适当术语的一些情况下用于本公开中。“反射”的使用与斜交镜所展现的镜像特性一致，并且有助于避免可能混淆的术语。例如，在称光栅结构被配置为“反射”入射光的情况下，常规技术人员可能更倾向于说光栅结构被配置为“衍射”入射光，因为通常认为光栅结构通过衍射作用于光。然而，术语“衍射”的此类使用将导致出现诸如“入射光关于大致稳定的反射轴衍射”的表述，这可能造成困惑。因此，在表述为入射光被光栅结构“反射”的情况下，依据本公开，本领域的普通技术人员将意识到光栅结构实际上是通过衍射机制对光进行“反射”的。“反射”的此类使用在光学中并非没有先例，常规电介质反射镜就通常被表述为“反射”光，尽管衍射在这种反射中发挥主要作用。本领域技术人员因此认识到，大多数“反射”包括衍射的特性，并且由斜交镜或其部件进行的“反射”也包括衍射。在本说明书和所附权利要求书中使用的术语“角度间隔”是指在所述入射角范围内，入射到斜交镜上的多个光束之间的角度间隔。在本说明书和所附权利要求书中使用的术语“全息图”和“全息光栅”是指记录由多个交叉光束之间的干涉产生的干涉图案。全息图或全息光栅是光栅结构的一个示例。虽然本文已经描述和图示了各种发明实施方案，但是本领域普通技术人员将容易地想到各种其他手段和/或结构，用于执行相应功能，并且/或者获得本文所述的相应结果和/或益处中的一个或多个，并且此类变型形式和/或修改中的每一个都被认为是在本文描述的发明实施方案的范围内。更一般地，本领域技术人员将容易理解，本文所述的所有参数、尺寸、材料和构造都是示例性的，并且实际参数、尺寸、材料和/或构造将取决于特定应用或使用本发明的教导的应用。本领域的技术人员在仅仅使用常规实验方法的情况下就将认识到或者能够确定本文所述的特定发明实施方案的许多等同形式。因此，应当理解，前述实施方案仅以示例性的方式呈现，并且在所附权利要求书及其等同内容的范围内，可以以不同于具体描述和要求保护的方式来实践发明实施方案。本公开的发明实施方案针对本文描述的每个单独的特征、系统、制品、材料、套件和/或方法。此外，此类特征、系统、制品、材料、工具、套件和/或方法中的两个或多个的任意组合都包括在本公开的发明范围内(如果此类特征、系统、制品、材料、工具、套件和/或方法相互之间未有矛盾)。上述实施方案可以以多种方式中的任意一种来实现。例如，可以使用硬件、软件或其组合来实施设计和制造本文公开的技术的实施方案。当在软件中实施时，不论是在单个计算机中提供还是分布在多个计算机中，软件代码可以在任何合适的处理器或处理器集合上执行。此外，应该理解，计算机可以体现为任意种形式，诸如机架式计算机、台式计算机、膝上型计算机或平板电脑。另外，计算机可以嵌入在通常不被视为计算机但具有适当处理能力的设备中，包括个人数字助理(PDA)、智能电话或任何其他合适的便携式或固定电子设备。另外，计算机可具有一个或多个输入和输出设备。除此之外，这些设备可用于呈现用户界面。可用于提供用户界面的输出设备示例包括打印机或用于输出的视觉呈现的显示屏，以及扬声器和用于输出的听觉呈现的其他声音生成设备。可以用于用户界面的输入设备示例包括键盘和指向设备诸如鼠标、触控板以及数字化平板电脑。又如，计算机可以通过语音识别或其他可听格式接收输入信息。此类计算机可以通过采用任意形式的一个或多个网络包括局域网或广域网(诸如企业网络、智能网络(IN)或互联网)进行互连。此类网络可以基于任何合适的技术并且可以根据任何合适的协议进行操作，并且可以包括无线网络、有线网络或光纤网络。本文概述的各种方法或过程(例如，设计和制造上面公开的耦合结构和衍射光学元件)可被编码为可在采用各种操作系统或平台中的任何一个的一个或多个处理器上执行的软件。另外，可以使用多种合适的编程语言和/或编程或脚本工具中的任何一种编写此类软件，并且所述软件还可以编译为在框架或虚拟机上执行的可执行机器语言代码或中间代码。在这方面，各种发明构思可以体现为使用一个或多个程序编码的计算机可读存储介质(或多个计算机可读存储介质)(例如，计算机存储器、一个或多个软盘、压缩盘、光盘、磁带、闪存，现场可编程门阵列或其他半导体设备中的电路配置，或其他非暂时性介质或有形计算机存储介质)，所述一个或多个程序当在一个或多个计算机或其他处理器上执行时执行实施上面讨论发明的各种实施方案的方法。计算机可读介质可以是可传输的，使得其上存储的一个或多个程序可以被加载到一个或多个不同的计算机或其他处理器上，以实施如上所述的本发明的各个方面。术语“程序”或“软件”在本文中作为通常意义使用，以指代可用于编程计算机或其他处理器的任意类型的计算机代码或计算机可执行指令集，以实施上文讨论的实施方案的各个方面。另外，应该理解，根据一个方面，执行时实施本发明的方法的一个或多个计算机程序不需要驻留在单个计算机或处理器上，而是可以以模块化方式分布在多个不同的计算机或处理器上以实现本发明的各个方面。计算机可执行指令可以有许多形式，诸如由一个或多个计算机或其他设备执行的程序模块。一般来说，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。通常，程序模块的功能可以根据需要在各种实施方案中组合或分布。另外，数据结构可以以任何合适的形式存储在计算机可读介质中。为了简化说明，数据结构可以示出为具有通过数据结构中的位置相关的字段。此类关系同样可以通过为在计算机可读存储介质中具有表达各字段之间关系的位置的字段分配存储区间来实现。然而，可以使用任何合适的机制来建立数据结构字段中的信息之间的关系，包括通过使用指针、标签或建立数据元素之间关系的其他机制。另外，各种发明构思可以体现为已提供示例的一个或多个方法。作为该方法的一部分执行的动作可以以任何合适的方式进行排序。因此，可以构造在其中以不同于所示顺序执行动作的实施方案，其可以包括同时执行一些动作，即使在说明性实施方案中示出为顺序动作。如本文所定义和使用的所有定义应理解为控制字典定义、通过引用并入的文献中的定义和/或所定义术语的普通含义。除非有明确的相反说明，否则在本文说明书和权利要求数中使用的不定冠词“一”和“一个”应理解为意指“至少一个”。如在本文说明书和权利要求书中所使用的短语“以及/或者”应理解为意指以此结合的元素的“一者或两者”，即在某些情况下结合地存在，而在其他情况中则分离地存在。通过“和/或”列出的多个元素应该以相同的方式解释，即如此连接的元素中的“一者或多者”。除了通过“和/或”子句明确标识的元素之外，不管与具体标识的元素相关还是不相关，其他元素可以可选地存在。因此，作为非限制性示例，当与开放性语言(诸如“包括”)结合使用时，“A和/或B”的引用在一个实施方案中可以仅指A(可选地包括除B以外的元素)；在另一个实施方案中，仅指B(可选地包括除A以外的元素)；在又一个实施方案中，指A和B两者(可选地包括其他元素)；等如在本文说明书和权利要求书中所使用的，“或者”应被理解为具有与如上所定义的“和/或”相同的含义。例如，当用于分离列表中的项目时，“或者”或“和/或”应被解释为包含性的，即包括若干个元素或元素列表中的至少一个(但也包括多于一个)元素，并且可选地包括其他未列出项目。只有明确指出相反情况的术语，诸如“仅一个”或“恰好一个”，或者当在权利要求书中使用时，“由...组成”将指包括若干元素或元素列表中的恰好一个元素。通常，只有当前面出现排他性术语诸如“任一”、“其中的一个”、“仅其中的一个”或“其中的恰好一个”时，本文使用的术语“或者”才应被解释为指示排他性选择(例如，“一个或另一个，但非两者”)。当在权利要求书中使用时，“基本包含”应具有其在专利法领域中使用的普通含义。如在本文中的说明书和权利要求书中所使用的，关于一个或多个元素列表的短语“至少一个”应该理解为意指选自元素列表中的任意一个或多个元素中的至少一个元素，但不一定包括元素列表中特别列出的每个元素中的至少一个，并且不排除元素列表中元素的任意组合。该定义还允许短语“至少一个”所指的元素列表内明确标识的元素以外的元素可选地存在，而不管所述元素与明确标识的那些元素相关还是不相关。因此，作为非限制性示例，在一个实施方案中，“A和B中的至少一个”(或者等同地，“A或B中的至少一个”；或者等同地，“A和/或B中的至少一个”)可以指至少一个(可选地包括多于一个)元素，包括A而不包括B(并且可选地包括除B以外的元素)；在另一个实施方案中，指至少一个(可选地包括多于一个)元素，包括B而不包括A(并且可选地包括除A以外的元素)；在又一个实施方案中，指至少一个(可选地包括多于一个)元素，包括A，以及至少一个(可选地包括多于一个)元素，包括B(并且可选地包括其他元素)；etc.＝等在权利要求书以及上述说明书中，诸如“包含”、“包括”、“承载”、“具有”、“含有”、“涉及”、“保留”、“由...组成”等所有过渡型短语应被理解为是开放的，即意味着包括但不限于。如在美国专利局手册专利考察程序第221.03节所述，只有过渡型短语“由...组成”和“基本上由......组成”应分别是封闭式或半封闭式过渡型短语。当前第1页1 2 3