非显而易见杯

专利无效挑战赛

目标专利:3548包括双材料结构的衍射光栅

专利公开号:CN112601990B

专利权人:交互数字

无效请求书提交日期:2026年


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非显而易见性评估仅供参考,不构成法律建议。



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序号 权利要求内容

1

一种用于衍射光的衍射光栅,包括衬底;和位于所述衬底的表面上的多个光栅单元格;其中光栅单元格形成在所述衬底的表面上彼此平行或沿着相同的轴的光栅单元的周期性阵列;其中所述光栅的周期d属于从300nm到1000nm的范围;其中所述衍射光栅与由x轴、y轴和z轴定义的三维笛卡尔坐标系相关联;其中所述z轴垂直于所述衍射光栅;其中在垂直xz平面中的光栅单元格的横截面包括具有第一折射率n1的均匀介电主介质(11);所述主介质(11)嵌入具有沿着x轴的第一宽度W1、沿着z轴的高度H和第二折射率n2的第一介电材料的至少第一块(12);所述第一块(12)的边缘与具有沿所述x轴的第二宽度W2、沿所述z轴的所述高度H和第三折射率n3的第二介电材料的至少第二块(13)直接接触;所述第一折射率n1、第二折射率n2和第三折射率n3彼此不同使得n1<n3<n2;其中,所述第一块(12)和所述第二块(13)在所述垂直xz平面中具有梯形横截面;其中,所述第一块和所述第二块具有两个侧壁和平行于所述衬底的顶表面延伸的顶表面;所述梯形横截面限定底角;并且其中所述多个光栅单元格基于由所述高度H、所述折射率n1、n3、n2和所述底角的值限定的纳米射流亮斑位置来为来自电磁波的正第一衍射级和负第一衍射级提供非对称响应;所述电磁波垂直入射到所述衍射光栅上;并且来自垂直xz平面中与所述衬底相对的一侧;所述电磁波具有称为工作波长的自由空间波长λ;所述自由空间波长λ属于可见光域;并且其中所述纳米射流在具有不同折射率的介电材料之间的边缘处产生。

2

根据权利要求1所述的用于衍射光的衍射光栅,其中,所述横截面包括:译‑第一边缘,其沿着所述z轴在所述主介质(11)和所述第一块(12)之间;所述第一边缘的目标在于在近场区中形成第一射束;所述第一射束是第一纳米射流;译‑第二边缘,其沿着所述z轴在所述第一块(12)和所述第二块(13)之间;所述第二边缘的目标在于在所述近场区中形成第二射束;所述第二射束是第二纳米射流;译‑第三边缘,其沿着所述z轴在所述第二块(13)和所述主介质(11)之间;所述第三边缘的目标是在所述近场区中形成第三射束;所述第三射束是第三纳米射流;以及其中由所述第一射束、第二射束和第三射束的至少部分组合产生的总射束在所述垂直xz平面中沿所述x轴的位置偏移和/或与所述z轴的偏离角度取决于所述第一折射率n1、第二折射率n2和第三折射率n3、所述第一块和第二块在所述横截面中的所述宽度和高度、以及所述底角。

3

根据权利要求2的用于衍射光的衍射光栅,其中,所述第一射束是倾斜射束;并且其中,所述第一射束在所述垂直xz平面中的投影的称为仰角的角位置取决于所述第一折射率n1和所述第二折射率n2之间的比值。

4

根据权利要求2的用于衍射光的衍射光栅,其中,所述第二射束是倾斜射束;并且其中,所述第二射束在所述垂直xz平面中的投影的称为仰角的角位置取决于所述第二折射率n2和所述第三折射率n3之间的比值。

5

根据权利要求2的用于衍射光的衍射光栅,其中,所述第三射束是倾斜射束;并且其中,所述第三射束在所述垂直xz平面中的投影的称为仰角的角位置取决于所述第一折射率n1和所述第三折射率n3之间的比值。

6

根据权利要求2到5中任一项所述的用于衍射光的衍射光栅,其中,所述第一宽度W1和所述第二宽度W2是相等的;并且其中,所述总射束沿所述x轴的所述位置偏移取决于所述第一折射率n1、第二折射率n2和第三n3、以及所述第一块和第二块在所述横截面中的所述宽度和高度。

7

根据权利要求6的用于衍射光的衍射光栅,其中,所述第一块和第二块沿所述x轴的总宽度W=W1+W2小于或等于所述自由空间波长λ,W≤λ。

8

根据权利要求1到5中任一项所述的用于衍射光的衍射光栅,其中,所述第一介电材料和第二介电材料属于包括以下材料的组:‑玻璃;译‑塑料;译‑聚合物材料;译‑氧化物;译‑氮化物。

9

根据权利要求1到5中任一项所述的用于衍射光的衍射光栅,其中,所述均匀介电主介质嵌入一系列第一块和第二块。

10

根据权利要求1到5中任一项所述的用于衍射光的衍射光栅,其中,所述多个光栅单元格用分别属于范围[1,2.4]、[1.3,2.4]和[1.3,2.4]的参数n1、n3和n2来修改第一衍射级的非对称响应。

11

一种衍射光的方法,包括将光引导到根据权利要求1到5中任一项所述的衍射光栅上;所述光具有所述自由空间波长λ。

12

一种显示装置,包括波导衬底;和耦合器;所述耦合器包括根据权利要求1至5中任一项所述的衍射光栅。


对比文件列表

编号 名称

权利要求1

一种用于衍射光的衍射光栅,包括衬底;和位于所述衬底的表面上的多个光栅单元格;其中光栅单元格形成在所述衬底的表面上彼此平行或沿着相同的轴的光栅单元的周期性阵列;其中所述光栅的周期d属于从300nm到1000nm的范围;其中所述衍射光栅与由x轴、y轴和z轴定义的三维笛卡尔坐标系相关联;其中所述z轴垂直于所述衍射光栅;其中在垂直xz平面中的光栅单元格的横截面包括具有第一折射率n1的均匀介电主介质(11);所述主介质(11)嵌入具有沿着x轴的第一宽度W1、沿着z轴的高度H和第二折射率n2的第一介电材料的至少第一块(12);所述第一块(12)的边缘与具有沿所述x轴的第二宽度W2、沿所述z轴的所述高度H和第三折射率n3的第二介电材料的至少第二块(13)直接接触;所述第一折射率n1、第二折射率n2和第三折射率n3彼此不同使得n1<n3<n2;其中,所述第一块(12)和所述第二块(13)在所述垂直xz平面中具有梯形横截面;其中,所述第一块和所述第二块具有两个侧壁和平行于所述衬底的顶表面延伸的顶表面;所述梯形横截面限定底角;并且其中所述多个光栅单元格基于由所述高度H、所述折射率n1、n3、n2和所述底角的值限定的纳米射流亮斑位置来为来自电磁波的正第一衍射级和负第一衍射级提供非对称响应;所述电磁波垂直入射到所述衍射光栅上;并且来自垂直xz平面中与所述衬底相对的一侧;所述电磁波具有称为工作波长的自由空间波长λ;所述自由空间波长λ属于可见光域;并且其中所述纳米射流在具有不同折射率的介电材料之间的边缘处产生。


权利要求2

根据权利要求1所述的用于衍射光的衍射光栅,其中,所述横截面包括:译‑第一边缘,其沿着所述z轴在所述主介质(11)和所述第一块(12)之间;所述第一边缘的目标在于在近场区中形成第一射束;所述第一射束是第一纳米射流;译‑第二边缘,其沿着所述z轴在所述第一块(12)和所述第二块(13)之间;所述第二边缘的目标在于在所述近场区中形成第二射束;所述第二射束是第二纳米射流;译‑第三边缘,其沿着所述z轴在所述第二块(13)和所述主介质(11)之间;所述第三边缘的目标是在所述近场区中形成第三射束;所述第三射束是第三纳米射流;以及其中由所述第一射束、第二射束和第三射束的至少部分组合产生的总射束在所述垂直xz平面中沿所述x轴的位置偏移和/或与所述z轴的偏离角度取决于所述第一折射率n1、第二折射率n2和第三折射率n3、所述第一块和第二块在所述横截面中的所述宽度和高度、以及所述底角。


权利要求3

根据权利要求2的用于衍射光的衍射光栅,其中,所述第一射束是倾斜射束;并且其中,所述第一射束在所述垂直xz平面中的投影的称为仰角的角位置取决于所述第一折射率n1和所述第二折射率n2之间的比值。


权利要求4

根据权利要求2的用于衍射光的衍射光栅,其中,所述第二射束是倾斜射束;并且其中,所述第二射束在所述垂直xz平面中的投影的称为仰角的角位置取决于所述第二折射率n2和所述第三折射率n3之间的比值。


权利要求5

根据权利要求2的用于衍射光的衍射光栅,其中,所述第三射束是倾斜射束;并且其中,所述第三射束在所述垂直xz平面中的投影的称为仰角的角位置取决于所述第一折射率n1和所述第三折射率n3之间的比值。


权利要求6

根据权利要求2到5中任一项所述的用于衍射光的衍射光栅,其中,所述第一宽度W1和所述第二宽度W2是相等的;并且其中,所述总射束沿所述x轴的所述位置偏移取决于所述第一折射率n1、第二折射率n2和第三n3、以及所述第一块和第二块在所述横截面中的所述宽度和高度。


权利要求7

根据权利要求6的用于衍射光的衍射光栅,其中,所述第一块和第二块沿所述x轴的总宽度W=W1+W2小于或等于所述自由空间波长λ,W≤λ。


权利要求8

根据权利要求1到5中任一项所述的用于衍射光的衍射光栅,其中,所述第一介电材料和第二介电材料属于包括以下材料的组:‑玻璃;译‑塑料;译‑聚合物材料;译‑氧化物;译‑氮化物。


权利要求9

根据权利要求1到5中任一项所述的用于衍射光的衍射光栅,其中,所述均匀介电主介质嵌入一系列第一块和第二块。


权利要求10

根据权利要求1到5中任一项所述的用于衍射光的衍射光栅,其中,所述多个光栅单元格用分别属于范围[1,2.4]、[1.3,2.4]和[1.3,2.4]的参数n1、n3和n2来修改第一衍射级的非对称响应。


权利要求11

一种衍射光的方法,包括将光引导到根据权利要求1到5中任一项所述的衍射光栅上;所述光具有所述自由空间波长λ。


权利要求12

一种显示装置,包括波导衬底;和耦合器;所述耦合器包括根据权利要求1至5中任一项所述的衍射光栅。


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