闪耀光栅的制造方法、闪耀光栅、光波导以及AR设备与流程

本发明涉及ar，尤其涉及一种闪耀光栅的制造方法、闪耀光栅、光波导以及ar设备。

背景技术：

1、闪耀光栅是一种衍射光学器件，当光栅被制作成锯齿形的线槽断面时，光栅的光能量便集中在预定的方向上，即某一光谱级上。从这个方向探测时，光谱的强度最大，这种现象称为闪耀，这种光栅称为闪耀光栅。闪耀光栅具有光波耦入的作用，在虚拟现实/增强现实等领域中有重要的应用。

2、目前，同质掩膜是制备闪耀光栅常用的掩膜方法，然而同质掩模的刻蚀选择比恒定不变，闪耀角的大小只能通过改变离子束入射角来控制，可调参数自由度小，制备工艺自由度受限，因而，开发一种新的闪耀光栅的制备方法，成为本领域技术人员亟待要解决的技术重点。

技术实现思路

1、本发明提供一种闪耀光栅的制造方法、闪耀光栅、光波导以及ar设备，解决了如何通过调节刻蚀角度之外的因素，来调节最终形成的闪耀角的角度的问题，提高了可调的参数自由度，缓解了制备工艺自由度受限的问题。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种闪耀光栅的制造方法，包括：

3、提供一基底；

4、对所述基底进行图形化处理，以形成图形化基底；所述图形化基底的表层包括若干基底凹槽；

5、在所述基底凹槽中形成掩膜层；所述掩膜层填满所述基底凹槽；所述掩膜层的材料与所述基底的材料不同；

6、以一预设角度对所述图形化基底与所述掩膜层进行刻蚀，以去除所述掩膜层，并在所述基底上形成闪耀光栅。

7、可选的，所述对所述基底进行图形化处理，以形成图形化基底，具体包括：

8、在所述基底上形成图形化胶层；

9、以所述图形化胶层为掩膜刻蚀所述基底，在所述基底的表层形成若干基底凹槽，以形成所述图形化基底；所述刻蚀结束时所述图形化胶层有剩余。

10、可选的，所述在所述基底凹槽中形成掩膜层，具体包括：

11、在所述图形化基底上沉积掩膜材料，所述掩膜材料的厚度与所述基底凹槽的深度相等；

12、去除所述剩余的图形化胶层以及覆盖在所述剩余的图形化胶层上的所述掩膜材料，以形成所述掩模层。

13、可选的，所述在所述图形化基底上沉积掩膜材料，包括：

14、在所述图形化基底上沉积一层掩膜材料；其中，所述掩膜材料的种类被调制，以调制所述闪耀光栅的闪耀角的大小。

15、可选的，所述在所述图形化基底上沉积掩膜材料，包括：

16、在所述图形化基底上依次沉积多层掩膜材料；每层掩膜材料的种类不同，掩膜材料相对于所述基底的刻蚀选择比与所述掩膜材料的种类相关；

17、其中，各层掩膜材料相对于所述基底的刻蚀选择比沿远离所述基底的方向被调制为依次递增时，所述闪耀光栅的闪耀角被调制增大；各层掩膜材料相对于所述基底的刻蚀选择比沿远离所述基底的方向被调制为依次递减时，所述闪耀光栅的闪耀角被调制减小。

18、可选的，定义以一预设角度对所述图形化基底与所述掩膜层进行刻蚀时的刻蚀方向为参考方向，定义沿所述参考方向的光栅表面与所述基底表面的夹角为闪耀角；通过调制所述刻蚀方向调制所述闪耀角的大小。

19、可选的，通过调制所述基底凹槽的深度和/或所述基底凹槽的宽度占所述图形化基底的图形周期的比例，调制所述闪耀光栅的第一底角或第二底角的大小；其中，所述基底凹槽的宽度表征了所述基底凹槽在沿所述若干基底凹槽的排列方向上的尺寸。

20、根据本发明的第二方面，提供了一种闪耀光栅，利用本发明第一方面任一项所述的闪耀光栅的制造方法制备而成。

21、根据本发明的第三方面，提供了一种光波导，包括本发明第二方面所述的闪耀光栅。

22、根据本发明的第四方面，提供了一种ar设备，包括本发明第三方面所述的光波导。

23、本发明提供的闪耀光栅的制造方法，通过对基底进行图像化处理在形成表面若干基底凹槽后，在基底凹槽中填充与基底材料不同的其他掩膜材料形成掩膜来刻蚀基底，在基底上形成闪耀光栅，这样可以通过选择掩膜材料来调制选择比的方式调节闪耀角的角度，解决了如何通过调节刻蚀角度之外的因素，来调节最终形成的闪耀角的角度的问题，提高了可调参数自由度，而且形成掩膜层的工艺相对简单、缓解了制备工艺自由度受限的问题。

24、在进一步优选实施方式中，由于掩膜材料的层数、不同层掩膜材料相对于基底的刻蚀选择比、掩膜层的厚度及基底凹槽占闪耀光栅的周期的比例也会影响闪耀光栅的闪耀角的角度；因而，还可以通过调节掩膜材料的层数，不同层掩膜材料相对于基底的刻蚀选择比、掩膜层的厚度及基底凹槽占闪耀光栅的周期的比例，来调节闪耀角的角度，进一步提高可调参数自由度。

技术特征：

1.一种闪耀光栅的制造方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述基底进行图形化处理，以形成图形化基底，具体包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述基底凹槽中形成掩膜层，具体包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在所述图形化基底上沉积掩膜材料，包括：

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在所述图形化基底上沉积掩膜材料，包括：

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，定义以一预设角度对所述图形化基底与所述掩膜层进行刻蚀时的刻蚀方向为参考方向，定义沿所述参考方向的光栅表面与所述基底表面的夹角为闪耀角；通过调制所述刻蚀方向调制所述闪耀角的大小。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，通过调制所述基底凹槽的深度和/或所述基底凹槽的宽度占所述图形化基底的图形周期的比例，调制所述闪耀光栅的第一底角或第二底角的大小；其中，所述基底凹槽的宽度表征了所述基底凹槽在沿所述若干基底凹槽的排列方向上的尺寸。

8.一种闪耀光栅，其特征在于，利用权利要求1-7任一项所述的闪耀光栅的制造方法制备而成。

9.一种光波导，其特征在于，包括权利要求8所述的闪耀光栅。

10.一种ar设备，其特征在于，包括权利要求9所述的光波导。

技术总结
本发明提供了一种闪耀光栅的制造方法、闪耀光栅、光波导以及AR设备，该方法包括：提供一基底；对所述基底进行图形化处理，以形成图形化基底；所述图形化基底的表层包括若干基底凹槽；在所述基底凹槽中形成掩膜层；其中，所述掩膜层填满所述基底凹槽且所述掩膜层的材料与所述基底的材料不同。以一预设角度对所述图形化基底与所述掩膜层进行刻蚀，以去除所述掩膜层，并在所述基底上形成闪耀光栅。该技术方案解决了如何通过调节刻蚀角度之外的因素，来调节最终形成的闪耀角的角度的技术问题，提高了可调参数自由度，且工艺相对简单，易于操作。

技术研发人员：陈定强,陈和峰,郭旭红,陈志高,楼歆晔
受保护的技术使用者：上海鲲游科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17