本技術(shù)涉及光波導(dǎo)，具體而言，涉及一種體全息光波導(dǎo)照明系統(tǒng)、方法及圖像顯示方法。

背景技術(shù)：

1、在顯示應(yīng)用領(lǐng)域中，微型固態(tài)激光器存在使用壽命較長(zhǎng)、成本較低、亮度較高以及色域較廣的優(yōu)勢(shì)，相比于發(fā)光二極管(light?emitting?diode，簡(jiǎn)稱led)等傳統(tǒng)光源，激光器提供了更緊湊的照明效果。但目前的激光照明，在照明設(shè)計(jì)上通常采用分束器和組合器，導(dǎo)致照明系統(tǒng)體積較大。

2、目前，基于光在波導(dǎo)內(nèi)具有全反射傳輸及擴(kuò)展的特性，可以通過(guò)體全息光波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)照明，體全息光波導(dǎo)在滿足布拉格條件時(shí)具有較高的衍射效率。但現(xiàn)有體全息光波導(dǎo)內(nèi)光柵需采用雙光束干涉，為了滿足全反射傳輸，至少一束光需要采用棱鏡耦入波導(dǎo)，若需要實(shí)現(xiàn)大尺寸的背光或照明時(shí)，則需要更大的耦合棱鏡，導(dǎo)致制造成本過(guò)高。且棱鏡與波導(dǎo)之間需要涂折射匹配液，棱鏡面積過(guò)大時(shí)會(huì)造成匹配液厚度不均勻以及存在氣泡等問(wèn)題，從而在曝光過(guò)程中造成光柵缺陷。

3、因此，現(xiàn)有的基于棱鏡耦合的體全息光波導(dǎo)照明存在一定局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的目的在于，針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種體全息光波導(dǎo)照明系統(tǒng)、方法及圖像顯示方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中體全息光波導(dǎo)照明系統(tǒng)、方法及圖像顯示方法的實(shí)際需要的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)實(shí)施例采用的技術(shù)方案如下：

3、第一方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種體全息光波導(dǎo)照明系統(tǒng)，所述體全息光波導(dǎo)照明系統(tǒng)包括：激光模塊以及體全息光波導(dǎo)；

4、所述體全息光波導(dǎo)包括：波導(dǎo)基底、耦入光學(xué)元件以及散射耦出元件；

5、其中，所述耦入光學(xué)元件是基于耦入光學(xué)元件的曝光參數(shù)制造的，所述散射耦出元件是基于散射耦出元件的曝光參數(shù)制造的。

6、作為一種可選的實(shí)現(xiàn)方式，所述激光模塊包括：第一激光器以及擴(kuò)束準(zhǔn)直設(shè)備。

7、作為一種可選的實(shí)現(xiàn)方式，所述激光模塊包括：多個(gè)激光器、合束器以及擴(kuò)束準(zhǔn)直設(shè)備。

8、作為一種可選的實(shí)現(xiàn)方式，所述擴(kuò)束準(zhǔn)直設(shè)備包括：濾波器以及透鏡組。

9、第二方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種體全息光波導(dǎo)照明方法，應(yīng)用于上述第一方面所述的體全息光波導(dǎo)照明系統(tǒng)；所述方法包括：

10、激光模塊發(fā)出激光，并對(duì)所述激光進(jìn)行擴(kuò)展和準(zhǔn)直，形成準(zhǔn)直后光線，所述準(zhǔn)直后光線折射進(jìn)入波導(dǎo)基底；

11、耦入光學(xué)元件以及散射耦出元件將所述波導(dǎo)基底內(nèi)的準(zhǔn)直后光線全反射傳輸并耦出至體全息光波導(dǎo)之外，形成散射照明光。

12、作為一種可選的實(shí)現(xiàn)方式，所述激光模塊發(fā)出激光，并對(duì)所述激光進(jìn)行擴(kuò)展和準(zhǔn)直，形成準(zhǔn)直后光線，包括：

13、第一激光器發(fā)出激光，擴(kuò)束準(zhǔn)直設(shè)備對(duì)所述激光進(jìn)行擴(kuò)展和準(zhǔn)直，形成準(zhǔn)直后光線。

14、作為一種可選的實(shí)現(xiàn)方式，所述激光模塊發(fā)出激光，并對(duì)所述激光進(jìn)行擴(kuò)展和準(zhǔn)直，形成準(zhǔn)直后光線，包括：

15、多個(gè)激光器發(fā)出多束激光，所述多束激光的顏色不同；

16、合束器將所述多束激光合束為白光；

17、擴(kuò)束準(zhǔn)直設(shè)備對(duì)所述白光進(jìn)行擴(kuò)展和準(zhǔn)直，形成準(zhǔn)直后光線。

18、作為一種可選的實(shí)現(xiàn)方式，所述耦入光學(xué)元件以及散射耦出元件將所述波導(dǎo)基底內(nèi)的準(zhǔn)直后光線全反射傳輸并耦出至體全息光波導(dǎo)之外，形成散射照明光，包括：

19、所述波導(dǎo)基底內(nèi)的準(zhǔn)直后光線撞擊到波導(dǎo)基底上表面處的所述耦入光學(xué)元件；

20、所述耦入光學(xué)元件根據(jù)所述準(zhǔn)直后光線，衍射形成衍射光，所述衍射光以全反射形式在所述體全息光波導(dǎo)內(nèi)傳輸，并撞擊到所述散射耦出元件；

21、所述散射耦出元件將所述衍射光耦出所述體全息光波導(dǎo)之外，形成所述散射照明光。

22、作為一種可選的實(shí)現(xiàn)方式，基于散射耦出元件的曝光參數(shù)制造所述散射耦出元件的過(guò)程，包括：

23、按照所述散射耦出元件的曝光參數(shù)，對(duì)全息干板繞x軸旋轉(zhuǎn)第一旋轉(zhuǎn)角度、繞y軸旋轉(zhuǎn)第二旋轉(zhuǎn)角度以及繞z軸旋轉(zhuǎn)第三旋轉(zhuǎn)角度，得到所述全息干板的旋轉(zhuǎn)后材料位置；

24、按照所述散射耦出元件的曝光參數(shù)，確定所述散射耦出元件的參考光以及所述散射耦出元件的物光，其中，所述散射耦出元件的參考光為平行光，所述散射耦出元件的物光為具有預(yù)設(shè)發(fā)散角的散射光；

25、根據(jù)所述散射耦出元件的參考光以及所述散射耦出元件的物光，對(duì)位于所述旋轉(zhuǎn)后材料位置的全息干板進(jìn)行干涉曝光，得到所述散射耦出元件。

26、第三方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種薄膜晶體管背光層照明方法，應(yīng)用于薄膜晶體管系統(tǒng)，所述薄膜晶體管系統(tǒng)包括薄膜晶體管的背光層以及薄膜晶體管的非背光層，所述薄膜晶體管的背光層為上述第一方面所述的體全息光波導(dǎo)照明系統(tǒng)；所述方法包括：

27、激光模塊發(fā)出激光，并對(duì)所述激光進(jìn)行擴(kuò)展和準(zhǔn)直，形成準(zhǔn)直后光線，所述準(zhǔn)直后光線折射進(jìn)入波導(dǎo)基底；

28、耦入光學(xué)元件以及散射耦出元件將所述波導(dǎo)基底內(nèi)的準(zhǔn)直后光線全反射傳輸并耦出至體全息光波導(dǎo)之外，形成散射照明光，以使得所述散射照明光均勻照射至所述薄膜晶體管的非背光層。

29、第四方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種體全息光波導(dǎo)圖像顯示方法，應(yīng)用于上述第一方面所述的體全息光波導(dǎo)照明系統(tǒng)，所述體全息光波導(dǎo)照明系統(tǒng)包括：激光模塊以及體全息光波導(dǎo)，所述體全息光波導(dǎo)包括：波導(dǎo)基底、耦入光學(xué)元件以及散射耦出元件，其中，所述散射耦出元件中包括待顯示圖像的掩模信息；所述方法包括：

30、激光模塊發(fā)出激光，并對(duì)所述激光進(jìn)行擴(kuò)展和準(zhǔn)直，形成準(zhǔn)直后光線，所述準(zhǔn)直后光線折射進(jìn)入波導(dǎo)基底；

31、耦入光學(xué)元件以及散射耦出元件將所述波導(dǎo)基底內(nèi)的準(zhǔn)直后光線全反射傳輸并耦出至體全息光波導(dǎo)之外，以形成包含所述待顯示圖像的散射照明光，以在所述散射照明光傳輸?shù)降哪繕?biāo)器件上顯示所述待顯示圖像。

32、作為一種可選的實(shí)現(xiàn)方式，基于散射耦出元件的曝光參數(shù)制造所述散射耦出元件的過(guò)程，包括：

33、按照所述散射耦出元件的曝光參數(shù)，對(duì)全息干板繞x軸旋轉(zhuǎn)第一旋轉(zhuǎn)角度、繞y軸旋轉(zhuǎn)第二旋轉(zhuǎn)角度以及繞z軸旋轉(zhuǎn)第三旋轉(zhuǎn)角度，得到所述全息干板的旋轉(zhuǎn)后材料位置；

34、將所述待顯示圖像的掩模覆蓋在位于所述旋轉(zhuǎn)后材料位置的全息干板上；

35、按照所述散射耦出元件的曝光參數(shù)，確定所述散射耦出元件的參考光以及所述散射耦出元件的物光，其中，所述散射耦出元件的參考光為平行光，所述散射耦出元件的物光為具有預(yù)設(shè)發(fā)散角的散射光；

36、所述散射耦出元件的參考光從空氣中入射，經(jīng)過(guò)所述波導(dǎo)基底折射后照射到位于所述旋轉(zhuǎn)后材料位置的全息干板上，所述散射耦出元件的物光從空氣中入射到所述待顯示圖像的掩模上，經(jīng)過(guò)所述待顯示圖像的掩模的散射，形成攜帶掩模待顯示圖像信息的物光，所述散射耦出元件的參考光以及所述攜帶掩模待顯示圖像信息的物光在位于所述旋轉(zhuǎn)后材料位置的全息干板上相交干涉，得到所述包括待顯示圖像的掩模信息的散射耦出元件。

37、本技術(shù)的有益效果是：

38、本技術(shù)提供了一種體全息光波導(dǎo)照明系統(tǒng)、方法及圖像顯示方法，體全息光波導(dǎo)照明系統(tǒng)中包括激光模塊和體全息光波導(dǎo)，體全息光波導(dǎo)包括波導(dǎo)基底、耦入光學(xué)元件和散射耦出元件。利用體全息光波導(dǎo)內(nèi)光學(xué)元件的分光特性和體全息光波導(dǎo)的全反射特性實(shí)現(xiàn)激光的擴(kuò)展，散射耦出元件作為體全息光波導(dǎo)的耦出區(qū)域來(lái)耦出散射照明光，實(shí)現(xiàn)了激光的大范圍照明，縮小了體全息光波導(dǎo)照明系統(tǒng)的體積?；隈钊牍鈱W(xué)元件的曝光參數(shù)制造得到的耦入光學(xué)元件和基于散射耦出元件的曝光參數(shù)制造得到的散射耦出元件，實(shí)現(xiàn)了體全息光波導(dǎo)的無(wú)棱鏡制造，避免了使用棱鏡曝光造成的缺陷，提高了制造良率，進(jìn)而提高體全息光波導(dǎo)照明系統(tǒng)的照明效果。