光波导结构加工方法及光波导结构与流程

本发明涉及光波导，尤其涉及一种光波导结构的加工方法及光波导结构。

背景技术：

1、ar(augmented reality，增强现实)显示技术中，衍射光波导是一种常用的显示器件，用于将虚拟图像引导到用户的视野中。

2、现有的比较成熟的技术是用纳米压印的技术将光栅结构压印到透明基底上，但这种方法只能在透明基底上制备一层光栅结构。而由于单层光波导的局限性，其传输效率有限，需要增加波导尺寸来提高效率，从而限制了其小型化和高密度集成的实现。且单层光波导在功能化设计方面受到材料、形状和工艺等因素的限制，难以实现多功能化的需求。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种光波导结构的加工方法，旨在方便加工得到一种高传输效率且小型化的光波导结构。

2、为实现上述目的，本发明提出的光波导结构的加工方法包括：

3、提供一基底；

4、于所述基底的表面镀设第一光学膜层；

5、将所述第一光学膜层刻蚀形成第一光栅层；

6、于所述第一光栅层沉积第一间隔光学膜层，所述第一间隔光学膜层的折射率与所述第一光学膜层的折射率不同；

7、于所述第一间隔光学膜层镀设第二光学膜层；

8、将所述第二光学膜层刻蚀形成第二光栅层。

9、本申请一实施例，所述第一光学膜层和所述第二光学膜层的材质为二氧化钛、氮化钛或氮化硅。

10、本申请一实施例，于所述第一光栅层沉积第一间隔光学膜层的步骤之后，于所述第一间隔光学膜层镀设第二光学膜层的步骤之前，还包括：

11、对所述第一间隔光学膜层进行平坦化处理。

12、本申请一实施例，将所述第一光学膜层刻蚀形成第一光栅层的步骤包括：

13、于所述第一光学膜层上涂覆光刻胶，并将光刻胶光刻形成中间结构；

14、再根据所述中间结构使用刻蚀工艺刻蚀所述第一光学膜层，形成第一光栅层。

15、本申请一实施例，光刻工艺为深紫外光线光刻工艺；

16、且/或，所述第一光栅层为直光栅，所述刻蚀工艺为等离子体刻蚀，所述第一光栅层为倾斜光栅，所述刻蚀工艺为反应离子束刻蚀。

17、本申请一实施例，所述第一光栅层为直光栅，所述第一间隔光学膜层的沉积工艺为电子束沉积或等离子体增强化学气相沉积；

18、或，所述第一光栅层为倾斜光栅，所述第一间隔光学膜层的沉积工艺为原子层沉积。

19、本申请一实施例，将所述第二光学膜层刻蚀形成第二光栅层的步骤之后，还包括：

20、于所述第二光栅层上沉积第二间隔光学膜层。

21、本发明还提出一种光波导结构，包括：

22、基底；

23、至少两光栅层，至少两所述光栅层依次叠加设于所述基底；以及

24、间隔光学膜层，相邻的两所述光栅层之间均设有所述间隔光学膜层，所述间隔光学膜层与所述光栅层的折射率不同。

25、本申请一实施例，所述间隔光学膜层的材质为二氧化钛、氧化钛或氮化钛；

26、且/或，所述基底的材质为硅或玻璃。

27、本申请一实施例，每一所述光栅层包括至少两个光栅结构，至少两所述光栅结构间隔设置。

28、本申请一实施例，最远离所述基底的所述光栅层背离所述基底的一侧设有所述间隔光学膜层。

29、本发明提出的技术方案中，在第一光栅层上沉积第一间隔光学膜层，第一间隔光学膜层的折射率与第一光学膜层的折射率不同，通过间隔光学膜层起到较好的支撑效果，从而能够更好地在其高度方向上继续沉积加工第二光栅层，第一光栅层和第二光栅层的周期和/或线宽和/或高度可以不同，从而能够实现不同效果的光衍射功能，且两者之间互不影响。同时，第一光栅层和第二光栅层在竖直方向上叠加设置，能够有效减少对横向空间的占用，满足了小型化和高密度集成的需求。

技术特征：

1.一种光波导结构的加工方法，其特征在于，该加工方法包括：

2.如权利要求1所述的光波导结构的加工方法，其特征在于，所述第一光学膜层和所述第二光学膜层的材质为二氧化钛、氮化钛或氮化硅。

3.如权利要求1所述的光波导结构的加工方法，其特征在于，于所述第一光栅层沉积第一间隔光学膜层的步骤之后，于所述第一间隔光学膜层镀设第二光学膜层的步骤之前，还包括：

4.如权利要求1至3中任一项所述的光波导结构的加工方法，其特征在于，将所述第一光学膜层刻蚀形成第一光栅层的步骤包括：

5.如权利要求4所述的光波导结构的加工方法，其特征在于，光刻工艺为深紫外光线光刻工艺；

6.如权利要求1至3中任一项所述的光波导结构的加工方法，其特征在于，所述第一光栅层为直光栅，所述第一间隔光学膜层的沉积工艺为电子束沉积或等离子体增强化学气相沉积；

7.如权利要求1所述的光波导结构的加工方法，其特征在于，将所述第二光学膜层刻蚀形成第二光栅层的步骤之后，还包括：

8.一种光波导结构，其特征在于，所述光波导结构包括：

9.如权利要求8所述的光波导结构，其特征在于，所述间隔光学膜层的材质为二氧化硅、氧化钛或氮化钛；

10.如权利要求8所述的光波导结构，其特征在于，每一所述光栅层包括至少两个光栅结构，至少两所述光栅结构间隔设置。

11.如权利要求8所述的光波导结构，其特征在于，最远离所述基底的所述光栅层背离所述基底的一侧设有所述间隔光学膜层。

技术总结
本发明公开了一种光波导结构的加工方法及光波导结构，其中，加工方法包括步骤：提供一基底；于所述基底的表面镀设第一光学膜层；将所述第一光学膜层刻蚀形成第一光栅层；于所述第一光栅层沉积第一间隔光学膜层，所述第一间隔光学膜层的折射率与所述第一光学膜层的折射率不同；于所述第一间隔光学膜层镀设第二光学膜层；将所述第二光学膜层刻蚀形成第二光栅层。本发明的技术方案的加工方法通过第一间隔光学膜层的间隔，使得第一光栅层和第二光栅层能够叠加设置，从而实现不同的光衍射功能；同时能够有效减少对横向空间的占用，满足了小型化和高密度集成的需求。

技术研发人员：曹雪峰
受保护的技术使用者：歌尔光学科技（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24