全息光栅及其曝光方法、设备、介质与流程

本申请涉及光学，特别涉及一种全息光栅及其曝光方法、设备、介质。

背景技术：

1、基于体全息光波导的近眼显示系统中，体全息光波导中的光栅衍射效率调制越精细，近眼显示画面亮度越均匀。曝光区域及其曝光量与光学结构设计对应，最终需要光波导具有均匀的出瞳光强以及低雾度，同时与光学结构设计相匹配。

2、为了控制体全息光栅的衍射效率，在制备过程中，利用空间光调制器(slm，spaciallighmodulator)在全息光栅上形成区域光强不同的曝光光斑，实现不同区域的曝光量，从而控制体全息光栅不同区域的衍射效率，提高光波导的出瞳均匀性。

3、然而，上述方式存在两个主要问题：(1)利用不同光强同时曝光全息光栅会影响全息光栅的雾度haze(雾度反应薄膜的透明度或者光泽，越小越好)，另外不同光强同时曝光全息光栅会导致不同光强位置全息光栅的折射率存在差别，影响不同光强位置全息光栅的光栅矢量方向；(2)空间光调制器生成强度不同的区域难以控制每一个生成区域的相位，生成区域形成的干涉条纹存在缺陷，曝光得到的光栅衍射效率不均匀，影响光波导性能。

技术实现思路

1、本申请提供一种全息光栅及其曝光方法、设备、介质，以解决相关技术中全息光栅雾度大、光栅矢量一致性差、光栅衍射效率不均匀、及光波导性能差等问题。

2、本申请第一方面实施例提供一种全息光栅的曝光方法，包括以下步骤：确定全息光栅的当前曝光周期；根据所述当前曝光周期确定第一空间光调制器和第二空间光调制器的照射夹角；基于所述照射夹角，控制所述第一空间光调制器依次在所述全息光栅的多个第一光强分布区域产生相同光强的物光，同时控制所述第二空间光调制器依次在所述全息光栅的多个第二光强分布区域产生相同光强的参考光，以得到满足预设衍射效率分布条件的全息光栅。

3、可选地，根据所述当前曝光周期确定第一空间光调制器和第二空间光调制器的照射夹角，包括：基于预设的照射夹角公式，根据所述当前曝光周期确定第一空间光调制器和第二空间光调制器的照射夹角，其中，所述预设的照射夹角公式为：

4、

5、其中，λ为入射光的波长，θ为所述照射夹角，λ为曝光周期。

6、可选地，所述预设衍射效率分布条件为：多个第一光强分布区域内的衍射效率相同，且多个第二光强分布区域内的衍射效率相同；所述全息光栅的衍射效率沿着预设方向由低到高，且所述全息光栅的衍射效率与光波导坐标对应的函数斜率按照预设增大策略增大。

7、可选地，所述第一光强分布区域或所述第二光强分布区域的点亮时间等于对应光强分布区域的曝光量与光强的比值。

8、可选地，所述第一空间光调制器和所述第二空间光调制器均为反射式空间光调制器或透射式空间光调制器。

9、可选地，所述第一空间光调制器和第二空间光调制器分别设置于所述全息光栅的两侧。

10、可选地，所述第一空间光调制器和第二空间光调制器设置于所述全息光栅同一侧。

11、本申请第二方面实施例提供一种由上述实施例的全息光栅曝光方法生成的全息光栅。

12、本申请第三方面实施例提供一种全息光栅，所述全息光栅的雾度≤5％，所述全息光栅的衍射效率沿着预设方向由低到高，且所述全息光栅的衍射效率与光波导坐标对应的函数斜率按照所述预设增大策略增大。

13、本申请第四方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的全息光栅的曝光方法。

14、本申请第五方面实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以用于实现如上述实施例所述的全息光栅的曝光方法。

15、本申请根据全息光栅的当前曝光周期确定第一空间光调制器和第二空间光调制器的照射夹角，控制第一空间光调制器依次在全息光栅的多个第一光强分布区域产生相同光强的物光，同时控制第二空间光调制器依次在全息光栅的多个第二光强分布区域产生相同光强的参考光，以得到满足预设衍射效率分布条件的全息光栅。由此，解决了相关技术中全息光栅雾度大、光栅矢量一致性差、光栅衍射效率不均匀、及光波导性能差等问题，保证光栅的雾度性能，光栅矢量一致，降低单区域的散斑噪声，使得最终每个区域内光栅衍射效率分布更均匀。

16、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种全息光栅的曝光方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前曝光周期确定第一空间光调制器和第二空间光调制器的照射夹角，包括：

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述预设衍射效率分布条件为：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一光强分布区域或所述第二光强分布区域的点亮时间等于对应光强分布区域的曝光量与光强的比值。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一空间光调制器和所述第二空间光调制器均为反射式空间光调制器或透射式空间光调制器。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一空间光调制器和第二空间光调制器分别设置于所述全息光栅的两侧。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一空间光调制器和第二空间光调制器设置于所述全息光栅同一侧。

8.一种采用如权利要求1-7中任一项所述的全息光栅的曝光方法生成的全息光栅。

9.一种全息光栅，其特征在于，所述全息光栅的雾度≤5％，所述全息光栅的衍射效率沿着预设方向由低到高，且所述全息光栅的衍射效率与光波导坐标对应的函数斜率按照所述预设增大策略增大。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求1-7任一项所述的全息光栅的曝光方法。

11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求1-7任一项所述的全息光栅的曝光方法。

技术总结
本申请涉及一种全息光栅及其曝光方法、设备、介质，包括：根据全息光栅的当前曝光周期确定第一空间光调制器和第二空间光调制器的照射夹角；控制第一空间光调制器依次在全息光栅的多个第一光强分布区域产生相同光强的物光，同时控制第二空间光调制器依次在全息光栅的多个第二光强分布区域产生相同光强的参考光，得到满足预设衍射效率分布条件的全息光栅。由此，解决解决相关技术中全息光栅雾度大、光栅矢量一致性差、光栅衍射效率不均匀、及光波导性能差等问题。

技术研发人员：柴诚哲,赵蕾,袁泽,王超昊
受保护的技术使用者：甬江实验室
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17