CN108401447A - 具有快速响应和提高的转向分辨率的束转向设备 - Google Patents

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Abstract

用于可控地使第一圆偏振(CP)光束以快速响应从入射方向偏转的装置包括：偏振选择器(PS)，用于将入射光束的旋转指向调整为期望旋转指向来形成第二CP光束；和偏振光栅(PG)，用于根据期望的旋转指向使第二CP光束偏转。PS包括夹在两个四分之一波片之间的光学调制器。光学调制器具有在快轴取向中可重新配置的至少一个铁电液晶(FLC)半波片(HWP)。装置由于重新配置FLC HWP的时间短而在束转向时具有快速响应。基于使多个单元(每一个是该装置)串联级联，获得具有快速响应和提高的转向分辨率的束转向设备。设备可用于在投影图像时增强视场。

Description

具有快速响应和提高的转向分辨率的束转向设备
缩写列表
3D 三维
CP 圆偏振
DC 直流
DMD 数字微镜设备
DOE 衍射光学元件
EO 电光
FLC 铁电液晶
FOV 视场
H 水平
HWP 半波片
IR 红外
LC 液晶
LCoS 硅基液晶
LH 左旋
LP 线偏振
PG 偏振光栅
PS 偏振选择器
QWP 四分之一波片
RH 右旋
SLM 空间光调制器
V 垂直
技术领域
本申请总体上涉及使光束非机械地转向的设备。特别地，本发明涉及基于使用用于增加合成转向分辨率的多个束偏转装置的束转向设备，其中束偏转装置中的每一个采用至少一个铁电液晶(FLC)半波片(HWP)以提供快速响应时间。
背景技术
光束的非机械转向对于许多应用是有用的，例如在全息投影中用于增大视场(FOV)。偏振光栅(PG)可以用于使光束或光学图像非机械地转向。PG的理论和实现方面可以在例如J.Buck等人撰写且在SPIE 8395采集、跟踪、指向和激光***技术XXVI，83950F(2012年5月15日)中发布的“Polarization Gratings for Non-Mechanical Beam SteeringApplications(用于非机械束转向应用的偏振光栅)”中找到，其公开通过引用合并于此。PG使圆偏振(CP)光束相对于CP光束的行进方向偏转一偏转角。向行进方向的左侧或右侧偏转。在光偏转上是选择左侧还是右侧根据CP光束的指向(sense)或旋转或旋向性(handedness)来确定。
然而，在PG中关于它的转向分辨率和响应时间需要有提高。因为PG提供固定偏转角，转向分辨率通常较低。PG使光束从左侧切换到右侧(反之亦然)的响应时间(通常每转向约10ms)与例如液体棱镜的许多其他束转向装置相比相对较短。尽管如此，对于例如跟踪快速移动物体并且然后在雷达应用中突显它的许多实际应用需要更短的响应时间，例如亚毫秒响应时间。
US2012/0188467通过公开用串联级联的多个单元(每个单元是偏振选择器(PS)，后跟PG)实现的束转向装置来解决分辨率较低的问题。每个单元(其PS由向列液晶(LC)实现)电子可控以通过使用电场来控制PS中LC分子的取向来使到来光束偏转或维持它的行进方向。通过控制每个单元中的实际偏转角，获得多个可实现偏转角，使得转向分辨率提高。尽管转向分辨率得到提高，但束转向的响应时间并未缩短。
US9,575,366公开了FLC开关，其能够快速切换和低成本制造，并且声称该开关对于实现衍射光栅有用。公开的开关包括一对交叉偏振器，在公开的FLC开关接通时没有引起入射束的偏转。尽管US9,575,366的FLC开关提供快速切换并且在US2012/0188467的束转向装置中使用的多级布置提高了束转向分辨率，但因为FLC开关基本上是通-断开关，因此应用US9,575,366的FLC开关以实现US2012/0188467的束转向装置的每个单元中的PS并未产生具有提高的转向分辨率和快速响应时间的可工作PG。
现有领域中需要有提供提高的转向分辨率和快速响应时间的新设计的束转向装置。
发明内容
本发明的第一方面提供用于可控地使第一CP光束从入射方向偏转的装置，其优势是该装置在束转向时提供快速响应。
束偏转装置包括PG，用于接收从第一CP光束产生的第二CP光束并且使所接收的第二CP光束从入射方向向入射方向的左侧或右侧偏转一偏转角。第二CP光束具有第二旋转指向。在使第二CP光束偏转时选择左或右侧根据第二旋转指向来确定。
该装置进一步包括PS，用于可控地维持第一CP光束的第一旋转指向或使其反转来产生具有第二旋转指向的第二CP光束。PS包括第一四分之一波片(QWP)、光学调制器和第二QWP。第一QWP用于将第一CP光束变换成第一线偏振(LP)光束。第一LP光束具有第一偏振取向。第一QWP布置成使得第一旋转指向确定第一偏振取向。光学调制器用于将第一LP光束的第一偏振取向调整为第二偏振取向，以便形成具有第二偏振取向的第二LP光束。第二QWP用于将第二LP光束变换成第二CP光束。第二QWP布置成使得第二偏振取向确定产生的第二CP光束所具有的第二旋转指向。
特别地，光学调制器包括至少一个FLC HWP，其通过施加于至少一个FLC HWP的至少一个电信号而可重新配置，使得该至少一个电信号控制第一和第二偏振取向是相同还是相互正交。另外，至少一个电信号还在使第二CP光束偏转时控制选择左或右侧。当左侧切换到右侧或反之亦然时，第二CP光束在左与右侧之间转变的转变期由响应于至少一个电信号的改变来重新配置至少一个FLC HWP的时间所决定。
在一个实施例中，至少一个FLC HWP仅包括第一FLC HWP。
在另一个实施例中，至少一个FLC HWP包括串联级联在一起的第一FLC HWP和第二FLC HWP。至少一个电信号包括用于重新配置第一FLC HWP的第一电信号和用于重新配置第二FLC HWP的第二电信号。为了使第二偏振取向与第一偏振取向正交，第一和第二电信号同步为相互异相。为了使第二偏振取向与第一偏振取向相同，第一和第二电信号同步为同相。优选地，在指定持续时间内第一和第二电信号中的每一个是关于零伏对称并且在持续时间的中点处具有幅度转变的双极信号，从而使第一和第二FLC HWP中的每一个用在持续时间内平均为零的直流(DC)电压来驱动。
本发明的第二方面提供束转向设备，用于使入射LP光束从入射方向偏转所选的角度。所述设备在束转向时具有快速响应以及提高的转向分辨率。
束转向设备包括：前端QWP，用于将入射LP光束变换成入射CP光束；和多个束偏转单元，其串联级联在一起使得入射CP光束在行进通过束偏转单元期间相继偏转。束偏转单元中的每一个实现为如在本发明的第一方面中阐述的束偏转装置的实施例中的任一个。设备进一步包括电子控制器，其配置成为束偏转单元中的每一个确定并且产生至少一个电信号，使得所选的角度等于带符号的偏转角(每个偏转角由个体束偏转单元提供)的总和。对于个体束偏转单元，带符号的偏转角具有由偏转角给出的大小和根据选择的左或右侧所确定的符号。
本发明的第三方面提供用于以通过使用如在本发明的第二方面中公开的束转向设备的实施例中的任一个来投影图像的***，该***具有增强的FOV。
该***包括图像生成器，和根据本发明的第二方面的任何实施例实现的束转向设备。图像生成器用于以LP光产生图像。束偏转设备用于使图像偏转。
在一个实施例中，图像生成器包括用于产生LP光的光源、用于在被光源照射时产生图像使得以LP光承载图像的无源衍射光学元件(DOE)模块和位于无源QWP与无源DOE模块之间用于另外地使以CP光承载的图像偏转的精细转向器。特别地，该精细转向器具有比由束转向设备提供的转向角范围窄的转向角范围。另外，束转向设备与单独使用精细转向器相比使由***提供的FOV增大。
在另一个实施例中，图像生成器包括用于产生LP光的光源，和空间光调制器(SLM)，用于在被光源照射时产生图像且使其转向，使得图像以LP光承载并且图像通过对SLM编程而可改变。特别地，SLM具有比由束转向设备提供的转向角范围窄的转向角范围，使得束转向设备与单独使用SLM相比使由***提供的FOV增大。
本发明的其他方面如下文的实施例说明的那样公开。
附图说明
图1描绘根据本发明的示范性实施例的束偏转装置。
图2A示意了快轴的取向。
图2B示意了束偏转装置中四分之一波片(QWP)和HWP的快轴。
图3图示了根据本发明的一个实施例在重新配置仅用一个FLC HWP实现的光学调制器中使用的电压电平，该光学调制器在束偏转装置中使用。
图4图示了根据本发明的一个实施例在重新配置由串联级联的两个FLC HWP实现的光学调制器中使用的信号波形，该光学调制器在束偏转装置中使用。
图5描绘根据本发明的示范性实施例通过使多个束偏转装置串联级联以提高束转向分辨率而形成的束转向装置。
图6描绘***的第一实施例，该***包括公开的束转向装置用于以增强的FOV来投影图像，其中该***使用无源衍射光学元件(DOE)来产生图像。
图7描绘***的第二实施例，该***包括公开的束转向装置用于以增强的FOV来投影图像，其中该***使用有源空间光调制器(SLM)来产生通过对SLM编程而可改变的图像。
具体实施方式
如有时在下文使用的，CP光束的旋转指向(sense of rotation)是左旋(LH)或右旋(RH)，并且线偏振(LP)光束以偏振取向来表征。有时但不是绝对必要地，根据某个坐标系，LP光束被局限于具有两个相互正交的偏振取向(视为H(水平)和V(垂直))中的一个。
FLC的快速切换性质有利地在本文公开的束偏转装置中使用来使光束从向入射方向的一侧偏转迅速转向到向其相反侧偏转。FLC的快速响应时间源于FLC分子的自发极化，其为一种向列LC没有的性质。然而，与常规向列LC不同，FLC的光电(EO)响应是同相切换型。束偏转装置需要特殊光学设计来导致FLC这种独特的EO响应。
本发明的第一方面提供用于可控地使第一CP光束从入射方向偏转的装置。该装置基本上采用非机械机构用于使第一CP光束偏转。
图1描绘公开的装置的示范性实施例。束偏转装置100用于可控地使第一CP光束180从入射方向185偏转。第一CP光束180具有第一旋转指向251。当第一CP光束180具有圆偏振时，第一旋转指向251是LH或RH。
束偏转装置100包括PG 115，用于接收从第一CP光束180产生的第二CP光束183并且用于使接收的第二CP光束183从入射方向185向入射方向185的左侧191或右侧192偏转一偏转角(186或187)。第二CP光束183具有第二旋转指向252，其是LH或RH。第二CP光束183具有第二旋转指向252，其是LH或RH。由于是PG的性质(参见如上文提到的J.Buck等人的公开)，在使第二CP光束183偏转时选择左侧191或右侧192根据第二旋转指向252来确定。在通过向列LC或LC聚合物对PG 115实际实现时，例如在US2012/0188467中，偏转角186、187相同，或大致贴近(close together)，而不管第二CP光束183是向左侧191行进来形成左偏转输出光束181还是向右侧192行进来形成右偏转输出光束182。
沿入射方向185彼此相对的左侧191和右侧192是相对概念并且在考虑三维(3D)空间时不被唯一限定。当本领域内技术人员首先在空间中限定左侧191时，即刻获得右侧192作为沿入射方向185与左侧191相对的侧。当束偏转装置100倒置时，本领域内技术人员也可以将右侧192指定为新的左侧。如很快将显而易见的，公开的装置100中的光学元件采用使得公开的束偏转装置100在结构上是旋转不变的方式排列。因此，空间沿入射方向185成为左侧和右侧191、192的任何划分不影响在限定束偏转装置100时的唯一性。在本公开中，用如在图1中示出的左和右侧191、192来描述束偏转装置100，其中束偏转装置100在方位平面80(x-y平面)上来描绘。
考虑到希望将第二CP光束183引导到期望的一侧(左侧192或右侧192)，需要将第二旋转指向252设置为根据所期望的侧确定的特定指向。第二旋转指向252可以与第一旋转指向251相同或相互正交。因此，需要有用户可配置的光学元件来调整第一CP光束180以具有第二旋转指向252。束偏转装置100进一步包括PS 110，用于可控地维持第一CP光束180的第一旋转指向251或使其反转以便产生具有第二旋转指向252的第二CP光束183。
在束偏转装置100中，PS 110是在外部可控的有源光学装置。为了在束转向时具有快速响应时间，在PS 110中形成一个或多个光学元件时使用FLC。PG 115对圆偏振敏感，而大部分现有的基于FLC的装置由于制造约束而被设计成仅响应于LP光束。通过考虑该限制而开发PS 110。
本文公开的PS 110包括第一QWP 120、光学调制器160和第二QWP 150，其中光学调制器160夹在第一与第二QWP 120、150之间。光学调制器160包括通过第一电信号161而可重新配置的第一FLC HWP 130，以及可选地包括通过第二电信号162而可重新配置的第二FLCHWP 140。第一FLC HWP 130和第二HWP 140各自充当HWP，但其快轴通过对应的电信号(161或162)而可重新配置。尽管本领域内技术人员将意识到一旦限定了光学元件的快轴，其慢轴可识别为与快轴正交的轴。电子控制器170用于产生第一电信号161，并且如果存在第二FLC HWP 140，则用于产生第二电信号162。
仅仅为了说明，LP光束10用于通过使LP光束10传输通过前端QWP 30而产生第一CP光束180。LP光束10具有偏振取向20，其在说明所公开的装置100中的各个QWP和HWP的快轴取向时用作参考。图2A图示从偏振取向20扩展到某一快轴50的倾斜角52。仅仅作为示例，图2B示意了(a)第一QWP 120、(b)第一FLC HWP 130、(c)第二FLC HWP 140、(d)第二QWP 150和(e)前端QWP 30的快轴。第一QWP 120具有第一快轴121，其关于偏振取向20形成倾斜角122。第二QWP 150具有第二快轴151，其形成倾斜角152。第一FLC HWP 130具有第三快轴，其中该第三快轴通过第一电信号161而可重新配置以采用第一取向131或第二取向133。第一取向131和第二取向133分别形成倾斜角132、134。第二FLC HWP 140具有第四快轴，其中该第四快轴通过第二电信号162而可重新配置以采用第三取向141或第四取向143。第三取向141和第四取向143分别形成倾斜角142、144。前端QWP 30是具有第五快轴31的无源QWP，第五快轴31关于偏振取向20形成倾斜角32。
发明者已确定待用于所公开的装置100的下列倾斜角使得PS 110可以可控地维持第一CP光束180的第一旋转指向251或使其反转以产生具有第二旋转指向252的第二CP光束183。
·第一QWP 120和第二QWP 150使它们的倾斜角122、152相同并且选择为45°或-45°。
·第一FLC HWP 130使第一取向131的倾斜角132为45°或-45°，并且使第二取向133的倾斜角134为0°或90°。
·第二FLC HWP 140使第三取向141的倾斜角142为45°或-45°，并且使第四取向143的倾斜角144为0°或90°。
·所选的第一取向131不必与所选的第三取向141相同。类似地，所选的第二取向133不必与所选的第四取向143相同。
·为了使LP光束10能够产生第一CP光束180，前端QWP 30使倾斜角32与第一QWP120的倾斜角122(或第二QWP 150的倾斜角152)相同。
尽管前面提到的倾斜角是0°或45°的倍数，并且指定快轴所指向的预定取向，但是实际上与预定取向存在失准。如发明者通过实验确定的，如果第一快轴121、第二快轴151以及第三快轴的第一和第二取向131、133中的每个与预定取向偏离至多2°，则束偏转装置100是可工作的。在光学调制器160具有第二FLC HWP 140的情况下，第四快轴的第三和第四取向141、143中的每个与预定取向偏离至多2°。
本领域内技术人员从上文提到的对快轴的选择将理解快轴取向可由下列刻画来表达，而不参考偏振取向20。
·第一和第二快轴121、151沿某一指向方向(例如，如在图2B中示出的指向方向60)取向。
·第一取向131沿指向方向60或与之正交。第二取向133离第一取向131具有45°或-45°偏移。
·第三取向141沿指向方向60或与之正交。第四取向143离第三取向141具有45°或-45°偏移。
PS 110中的各种光学元件执行的功能描述如下。第一QWP 120用于将第一CP光束180变换成具有第一偏振取向261的第一LP光束210。第一QWP 120进一步如上文提到的那样布置成使得第一旋转指向251确定第一偏振取向261。光学调制器160用于将第一LP光束210的第一偏振取向261调整为第二偏振取向262，以便形成具有第二偏振取向262的第二LP光束220。第二QWP 150用于将第二LP光束220变换成第二CP光束183。另外，第二QWP 150如上文提到那样布置成使得第二偏振取向262确定第二CP光束183所具有的第二旋转指向252。
在束偏转装置100的第一实施例中，光学调制器160仅配备有第一FLC HWP 130。
向第一FLC HWP 130施加第一电信号161以创建跨第一FLC HWP130的电势差并且因此在其中创建电场。在第一FLC HWP 130内部创建电场的目的是以某种方式使其中的FLC分子取向，以便使第一FLC HWP 130的第三快轴取向成采用第一取向131或第二取向133。是采用第一取向131还是第二取向133根据第一电信号161的电压来确定。在如图3中示出的对第一电信号161的电压电平的一个选择中，两个正相反的电压电平(表示为-VP和+VP)用于取向选择。当第一电信号161具有电压-VP时，第一取向131作为说明性示例而被采用。当第一电信号161具有电压+VP时，第一FLC HWP 130在使第三快轴取向时采用第二取向133。因此，第一电信号161控制第一和第二偏振取向261、262是相同还是相互正交。此外，第一电信号161控制第二偏振取向262的结果。
本文公开的束偏转装置100的优势在希望使装置输出从左偏转输出光束181切换到右偏转输出光束182或反之亦然时是显而易见的。第二CP光束183在左侧191与右侧192之间转变的转变期由第一FLC HWP 130重新配置它自己以便在第一与第二取向131、133之间切换所花费的时间给出。在两个取向131、133之间切换通过使第一FLC HWP 130中的FLC分子重新取向而实现。由于FLC分子的自发极化，第一FLC HWP 130花费约10μs至200μs的短切换时间。因此，从一侧切换到另一侧的转变期也是约10μs至200μs，从而给束偏转装置100提供快速响应的优势。
表1列出所涉及的光束180、210、220、183相对第一电信号161的两个电压(-VP、+VP)的旋转指向和偏振取向。为了方便起见，在获得表1时，第一取向131和第二取向133分别选为45°(通过电压-VP获得)和0°(通过电压+VP获得)。注意，如果第三快轴具有45°取向，则导致第一偏振取向261改变并且第一和第二偏振取向261、262相互正交；如果第三快轴具有0°取向，则第一偏振取向261没有改变。如果第一CP光束180的第一旋转指向251已知并且给出第一CP光束180预期偏转到期望侧(左侧191或右侧192)，则施加于第一FLC HWP 130的第一电信号161的所需电压可唯一确定，这从表1显而易见。
表1
LC单元在跨LC单元施加电势差时优选具有DC平衡；否则，将自由载流子注入单元内部的LC层，从而潜在地导致不可取的后果，例如使束偏振装置100的寿命缩短。对于由向列LC制成的单元，跨LC单元施加具有相同正和负峰值电压而没有DC分量的方波信号来实现DC平衡。该方案因为向列LC的EO响应对于正和负电压都相同而对于向列LC单元来说很好运作。然而，采用该驱动方案对FLC来说不行，因为对于正和负电压的EO响应不同，从而潜在导致从左偏转光束181到右偏转光束182(反之亦然)的输出光束转向的操作闪烁。
在束偏转装置100的第二实施例中，引入DC平衡。光学调制器160通过使第一FLCHWP 130和第二FLC HWP 140串联级联在一起而形成。第一FLC HWP 130的第三快轴根据第一电信号161而采用第一取向131或第二取向133。第二FLC HWP 140的第四快轴根据第二电信号162而采用第三取向141或第四取向143。特别地，用于第一和第二电信号161、162的波形为实现DC平衡而设计。
图4描绘被第一和第二电信号161、162用于配置光学调制器160来实现DC平衡的示范性波形。波形310、320(其形成在持续时间360内同步的一对同相的波形)分别用作第一和第二电信号161、162，用于维持第一偏振取向261而在经过第一和第二FLC HWP 130、140之后没有改变。波形330、340(其是在持续时间360内同步的一对相互异相的波形)分别用作第一和第二电信号161、162，用于使第一偏振取向261移位90°。
为了证明两对同步波形的有用性而不失一般性，考虑第一和第三取向131、141是45°(通过电压-VP获得)并且第二和第四取向133、143是0°(通过电压+VP获得)的特殊情况。持续时间360分成第一半持续时间361和第二半持续时间362。表2列出通过在第一半持续时间361内和第二半持续时间362内用同相波形对310、320来驱动第一和第二FLC HWP 130、140的效果。表3列出在使用异相波形对330、340时的对应效果。
表2
表3
可以看到，在整个持续时间360内，如果使用同相波形对310、320，则第一和第二偏振取向261、262相同，而如果采用异相波形对330、340，则两个偏振取向261、262相互正交。
本领域内技术人员从波形310、320、330、340将意识到在整个持续时间360内第一和第二电信号161、162中的每一个是关于零伏对称且在持续时间360的中点365处具有幅度转变的双极信号，从而使得第一和第二FLC HWP 130、140中的每一个用在持续时间360内平均为零的DC电压来驱动。由此，实现DC平衡。
波形310、320、330、340可以采用许多方式修改来实现前面提到的相同效果同时保持DC平衡的优势。采用一个方式，同相波形310、320都反转使得波形310、320中的每一个在修改后在第一半持续时间361中具有电压-VP并且在第二半持续时间362中具有电压+VP。注意，同相波形对310、320的反转版本也是一对同相波形。相似地，异相波形330、340也都可以反转。
本领域内技术人员可以将上文进行的观察泛化并且对第一和第二电信号161、162产生下列刻画。为了使第二偏振取向262在持续时间360内与第一偏振取向261正交，第一电信号161将第一FLC HWP 130配置成在第一半持续时间361内采用第一取向131并且在第二半持续时间362内采用第二取向133，而第二电信号162将第二FLC HWP 140配置成在第一半持续时间361内采用第四取向143并且在第二半持续时间362内采取第三取向141。为了使第二偏振取向262在持续时间360内与第一偏振取向261相同，第一电信号161将第一FLC HWP130配置成在第一半持续时间361内采用第一取向131并且在第二半持续时间362内采用第二取向133，而第二电信号162将第二FLC HWP 140配置成在第一半持续时间361内采用第三取向141并且在第二半持续时间362内采用第四取向143。
根据应用，第一CP光束180可以是可见或不可见的。例如，如果装置100在投影仪中用于投影人视觉上可视的图像，则第一CP光束180是可见的。在另一个示例中，如果第一CP光束180用于感测周围空间，则可以使用IR光。一般，PG 115、第一QWP 120、第一和第二FLCHWP 130、140和第二QWP 150配置成响应于感兴趣的波长范围。
本发明的第二方面提供束转向设备，其用于使入射CP光束从入射方向偏转所选的角度。特别地，束转向设备通过采用与US2012/0188467相似的装置的多级法来提供提高的转向分辨率，以及由上文公开的束偏转装置所提供的快速响应。
图5描绘根据本发明的示范性实施例的束转向设备400。该设备400接收入射LP光束480并且使它从入射方向481偏转所选的角度486来形成输出光束485。设备400包括前端QWP 420，用于将入射LP光束480变换成入射CP光束482，和串联级联在一起的多个束偏转单元421、422、42，使得入射CP光束482在行进通过束偏转单元421、422、425期间相继偏转。束偏转单元421、422、425中的每一个实现为在上文在本发明的第一方面中公开的束偏转装置的实施例中的任一个。前端QWP 420在功能上与图1中的前端QWP 30相似。因此，前端QWP420具有快轴429(与第五快轴31相似)，其与紧邻前端QWP 420的束偏转单元421的第一快轴121大致平行。设备400进一步包括电子控制器430，其配置成为每个束偏转单元确定并且产生一个或多个电信号。例如，分别为束偏转单元421、422、425产生第一组电信号431、第二组电信号432和第三组电信号435。特别地，一个或多个电信号确定成使得所选的角度等于带符号的偏转角(每个偏转角由个体束偏转单元提供)的总和。对于个体束偏转单元，带符号的偏转角具有由偏转角给出的大小和根据选择的左或右侧所确定的符号。
尽管在图5中为了说明本发明描绘了三个束偏转单元421、422、425，本发明不限于仅该数量的束偏转单元421、422、425。在形成设备400时可以使用任意两个或以上的束偏转单元。
本发明的第三方面提供用于通过使用如在本发明的第二方面中公开的束转向设备的实施例中的任一个来投影图像的***，所述***具有增强的FOV。图像可以是任何图像。例如，图像可以是供人观看的视觉图像或用于一些工程目的(例如用于3D物体测量)而以IR传输的结构化光图案。
本文公开的***的第一实施例在图6中描绘。***600包括图像生成器690和束转向设备610。图像生成器690用于以LP光产生图像662。根据如在上文在本发明的第二方面中公开的束转向设备的任何实施例实现的束转向设备610用于使图像662偏转来形成输出图像(664a或664b)。注意，以LP光承载的图像662具有与图1中示出的LP光束10相似的作用。如此，图像662的LP光的偏振取向672离束转向设备610的前端QWP 420的快轴429具有45°或-45°偏移。
图像生成器690包括光源634、无源DOE模块632和精细转向器630。光源634用于产生LP光660。无源DOE模块632用于在无源DOE模块632被LP光660照射时产生第二图像661以形成以LP光承载的第二图像661。位于无源QWP 620与无源DOE模块632之间的精细转向器630用于对第二图像661提供某一图像偏转来形成图像662。特别地，精细转向器630具有比由束转向设备610提供的转向角范围窄的转向角范围。从而，在与单独使用精细转向器630时相比，束转向设备有利地使由***600提供的FOV增大。
在一个选项中，无源DOE模块632是达曼(Dammann)光栅。在另一个选项中，精细转向器630是液体棱镜或可变光学阵列(例如光学相控阵)。
本文公开的***的第二实施例在图7中描绘。与***600相似，***700包括图像生成器790和束转向设备710。图像生成器790用于以LP光产生图像761。根据如在上文在本发明的第二方面中公开的束转向设备的任何实施例实现的束转向设备710用于使图像761偏转来形成输出图像(763a或763b)。与在上文提到的第一实施例中的***600相似，图像761的LP光的偏振取向772离束转向设备710的前端QWP 420的快轴429形成45°或-45°偏移。
图像生成器790包括光源732和SLM 730。光源732用于产生LP光760。SLM 730是用于产生图像761并且使在SLM 730被光源732照射时产生的图像761转向的有源设备。因此，图像761以LP光承载。此外，图像761通过对SLM 730编程而可改变。特别地，SLM 730具有比由束转向设备710提供的转向角范围窄的转向角范围。有效地，与单独使用SLM 730相比，束转向设备710使由***700提供的FOV增大。
SLM 730可以是硅基液晶(LCoS)或数字微镜设备(DMD)。
本发明可以采用其他特定形式体现而不偏离其精神或基本特性。本实施例因此在所有方面视为说明性而非限制性的。本发明的范围由附上的权利要求而不是前面的描述指示，并且在权利要求的等同物的含义和范围内的所有改变因此意在包含于其中。

Claims (20)

1.一种用于可控地使第一圆偏振(CP)光束从入射方向偏转的装置，所述第一CP光束具有第一旋转指向，所述装置包括：
偏振光栅(PG)，用于接收从所述第一CP光束产生的第二CP光束并且使所接收的第二CP光束从所述入射方向向所述入射方向的左侧或右侧偏转一偏转角，所述第二CP光束具有第二旋转指向，其中，在使所述第二CP光束偏转时选择左侧或右侧根据所述第二旋转指向来确定；以及
偏振选择器(PS)，用于可控地维持所述第一CP光束的第一旋转指向或使所述第一CP光束的第一旋转指向反转来产生所述第二CP光束，所述第二CP光束具有所述第二旋转指向，所述PS包括：
(a)第一四分之一波片(QWP)，用于将所述第一CP光束变换成具有第一偏振取向的第一线偏振(LP)光束，所述第一QWP被布置成使得所述第一旋转指向确定所述第一偏振取向；
(b)光学调制器，用于将所述第一LP光束的第一偏振取向调整为第二偏振取向以便形成具有所述第二偏振取向的第二LP光束；以及
(c)第二QWP，用于将所述第二LP光束变换成所述第二CP光束，所述第二QWP被布置成使得所述第二偏振取向确定产生的所述第二CP光束所具有的第二旋转指向；
其中，所述光学调制器包括至少一个铁电液晶(FLC)半波片(HWP)，其通过施加于所述至少一个FLC HWP的至少一个电信号而能够重新配置，使得所述至少一个电信号控制所述第一偏振取向和第二偏振取向是相同还是相互正交，并且由此在使所述第二CP光束偏转时控制所述左侧或所述右侧的选择，由此当所述左侧切换到所述右侧或反之亦然时，所述第二CP光束在所述左侧与所述右侧之间转变的转变期由响应于所述至少一个电信号的改变而重新配置所述至少一个FLC HWP的时间所决定。
2.如权利要求1所述的装置，其进一步包括电子控制器，所述电子控制器用于确定和产生所述至少一个电信号。
3.如权利要求2所述的装置，其中：
所述至少一个电信号包括第一电信号；
所述至少一个FLC HWP包括第一FLC HWP；
所述第一QWP具有第一快轴，所述第二QWP具有第二快轴，并且所述第一FLC HWP具有第三快轴；以及
所述第一快轴和第二快轴沿指向方向取向；并且
所述第三快轴通过所述第一电信号而能够重新配置以采用第一取向或第二取向，所述第一取向沿所述指向方向或与所述指向方向正交，所述第二取向离所述第一取向具有45°或-45°偏移。
4.如权利要求3所述的装置，其中，所述第一轴、所述第二轴、所述第一取向和所述第二取向中的每个与预定取向偏离至多2°。
5.如权利要求1所述的装置，其中：
所述至少一个电信号包括第一电信号和第二电信号；
所述至少一个FLC HWP包括串联级联在一起的第一FLC HWP和第二FLC HWP；
所述第一QWP具有第一快轴，所述第二QWP具有第二快轴，所述第一FLC HWP具有第三快轴，并且所述第二FLC HWP具有第四快轴；
所述第一快轴和第二快轴沿指向方向取向；
所述第三快轴通过所述第一电信号而能够重新配置以采用第一取向或第二取向，所述第一取向沿所述指向方向或与所述指向方向正交，所述第二取向离所述第一取向具有45°或-45°偏移；
所述第四快轴通过所述第二电信号而能够重新配置以采用第三取向或第四取向，所述第三取向沿所述指向方向或与所述指向方向正交，所述第四取向离所述第三取向具有45°或-45°偏移；并且
所述第一电信号和第二电信号同步，使得：
(a)在分成第一半持续时间和第二半持续时间的持续时间内使第二偏振取向与第一偏振取向正交，所述第一电信号将所述第一FLC HWP配置成在所述第一半持续时间内采用所述第一取向并且在所述第二半持续时间内采用所述第二取向，而所述第二电信号将所述第二FLC HWP配置成在所述第一半持续时间内采用所述第四取向并且在所述第二半持续时间内采用所述第三取向；以及
(b)在所述持续时间内使所述第二偏振取向与所述第一偏振取向相同，所述第一电信号将所述第一FLC HWP配置成在所述第一半持续时间内采用所述第一取向并且在所述第二半持续时间内采用所述第二取向，而所述第二电信号将所述第二FLC HWP配置成在所述第一半持续时间内采用所述第三取向并且在所述第二半持续时间内采用所述第四取向。
6.如权利要求5所述的装置，其中：
所述第一电信号和所述第二电信号同步成相互异相，以便使所述第二偏振取向与所述第一偏振取向正交；并且
所述第一电信号和所述第二电信号同步成同相，以便使所述第二偏振取向与所述第一偏振取向相同。
7.如权利要求5所述的装置，其中：
在所述持续时间内所述第一电信号和所述第二电信号中的每个是关于零伏对称并且在所述持续时间的中点处具有幅度转变的双极信号，从而使得用在所述持续时间内平均为零的DC电压来驱动所述第一FLC HWP和所述第二FLC HWP中的每一个。
8.如权利要求5所述的装置，所述第一轴、所述第二轴以及所述第一至第四取向中的每个与预定取向偏离至多2°。
9.一种束转向设备，用于使入射线偏振(LP)光束从入射方向偏转所选的角度，所述设备包括：
前端四分之一波片(QWP)，用于将所述入射LP光束变换成入射CP光束；
多个束偏转单元，所述多个束偏转单元串联级联在一起使得所述入射CP光束在行进通过所述束偏转单元期间相继偏转，其中，所述束偏转单元中的每一个实现为如权利要求1所述的装置；以及
电子控制器，所述电子控制器配置成为所述束偏转单元中的每一个确定并且产生至少一个电信号，使得所选的角度等于带符号的偏转角的总和，所述带符号的偏转角中的每一个由个体束偏转单元提供，其中，对于所述个体束偏转单元，所述带符号的偏转角具有由所述偏转角给出的大小和根据选择的左侧或右侧所确定的符号。
10.如权利要求9所述的束转向设备，其中，在所述个体束偏转单元中：
所述至少一个电信号包括第一电信号；
所述至少一个FLC HWP包括第一FLC HWP；
所述第一QWP具有第一快轴，所述第二QWP具有第二快轴，并且所述第一FLC HWP具有第三快轴；并且
所述第一快轴和所述第二快轴沿指向方向取向；并且
所述第三快轴通过所述第一电信号而能够重新配置以采用第一取向或第二取向，所述第一取向沿所述指向方向或与所述指向方向正交，所述第二取向离所述第一取向具有45°或-45°偏移。
11.如权利要求9所述的束转向设备，其中，在所述个体束偏转单元中：
所述至少一个电信号包括第一电信号和第二电信号；
所述至少一个FLC HWP包括串联级联在一起的第一FLC HWP和第二FLC HWP；
所述第一QWP具有第一快轴，所述第二QWP具有第二快轴，所述第一FLC HWP具有第三快轴，并且所述第二FLC HWP具有第四快轴；
所述第一快轴和所述第二快轴沿指向方向取向；
所述第三快轴通过所述第一电信号而能够重新配置以采用第一取向或第二取向，所述第一取向沿所述指向方向或与所述指向方向正交，所述第二取向离所述第一取向具有45°或-45°偏移；
所述第四快轴通过所述第二电信号而能够重新配置以采用第三取向或第四取向，所述第三取向沿所述指向方向或与所述指向方向正交，所述第四取向离所述第三取向具有45°或-45°偏移；以及
所述第一电信号和所述第二电信号同步，使得：
(a)在分成第一半持续时间和第二半持续时间的持续时间内使第二偏振取向与第一偏振取向正交，所述第一电信号将所述第一FLC HWP配置成在所述第一半持续时间内采用所述第一取向并且在所述第二半持续时间内采用所述第二取向，而所述第二电信号将所述第二FLC HWP配置成在所述第一半持续时间内采用所述第四取向并且在所述第二半持续时间内采用所述第三取向；以及
(b)在所述持续时间内使所述第二偏振取向与所述第一偏振取向相同，所述第一电信号将所述第一FLC HWP配置成在所述第一半持续时间内采用所述第一取向并且在所述第二半持续时间内采用所述第二取向，而所述第二电信号将所述第二FLC HWP配置成在所述第一半持续时间内采用所述第三取向并且在所述第二半持续时间内采用所述第四取向。
12.如权利要求11所述的束转向设备，其中，在所述个体束偏转单元中：
所述第一电信号和所述第二电信号同步成相互异相，以便使所述第二偏振取向与所述第一偏振取向正交；以及
所述第一电信号和所述第二电信号同步成同相，以便使所述第二偏振取向与所述第一偏振取向相同。
13.如权利要求11所述的束转向设备，其中，在所述个体束偏转单元中：
在所述持续时间内所述第一电信号和所述第二电信号中的每一个是关于零伏对称并且在所述持续时间的中点处具有幅度转变的双极信号，从而使得用在所述持续时间内平均为零的DC电压来驱动所述第一FLC HWP和所述第二FLC HWP中的每一个。
14.一种用于投影图像的***，所述***包括：
图像生成器，用于以线偏振(LP)光产生图像；以及
如权利要求9-13中任一项所述的束转向设备以使所述图像偏转。
15.如权利要求14所述的***，其中，所述图像生成器包括：
光源，用于产生LP光；
无源衍射光学元件(DOE)模块，用于在被所述光源照射时产生图像使得以LP光承载所述图像；以及
精细转向器，所述精细转向器位于无源QWP与所述无源DOE模块之间以另外地使以CP光承载的图像偏转，所述精细转向器具有比由所述束转向设备提供的转向角范围窄的转向角范围，使得所述束转向设备与单独使用所述精细转向器相比使所述***提供的视场(FOV)增大。
16.如权利要求15所述的***，其中，所述无源DOE模块是达曼光栅。
17.如权利要求15所述的***，其中，所述精细转向器是液体棱镜或光学相控阵。
18.如权利要求14所述的***，其中，所述图像生成器包括：
光源，用于产生LP光；以及
空间光调制器(SLM)，用于在被所述光源照射时产生所述图像并且使所述图像转向，使得以LP光承载所述图像并且通过对所述SLM编程而能够改变所述图像，其中，所述SLM具有比由所述束转向设备提供的转向角范围窄的转向角范围，使得所述束转向设备与单独使用所述SLM相比使所述***提供的视场(FOV)增大。
19.如权利要求18所述的***，其中，所述SLM是硅基液晶(LCoS)。
20.如权利要求18所述的***，其中，所述SLM是数字微镜设备(DMD)。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109188316A (zh) * 2018-09-07 2019-01-11 北京大学 液晶相位补偿的自激式原子磁传感器及磁场测量方法
CN109643025A (zh) * 2018-09-20 2019-04-16 香港应用科技研究院有限公司 具有用于制造几何相位光学元件的应用的旋转几何相位全息图
CN110161714A (zh) * 2019-05-16 2019-08-23 深圳大学 光束的解调***和方法
WO2019165641A1 (en) * 2018-03-02 2019-09-06 Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute Company Limited Beam-steering apparatus with fast response and enhanced steering resolution
WO2020056789A1 (en) * 2018-09-20 2020-03-26 Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute Company Limited Rotational Geometric Phase Hologram with Application for Fabricating Geometric Phase Optical Element
CN110927695A (zh) * 2018-09-04 2020-03-27 通用汽车环球科技运作有限责任公司 具有多光谱深度成像和离散扫描机构的汽车激光雷达
EP3886676A4 (en) * 2019-02-13 2022-03-09 Quantum Valley Investment Fund LP PREPARATION OF A STRUCTURED OPTICAL BEAM FOR HUMAN OBSERVATION
CN114415427A (zh) * 2022-02-25 2022-04-29 电子科技大学 一种液晶偏振光栅制备光路及制备方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108319066B (zh) * 2018-02-11 2022-03-22 京东方科技集团股份有限公司 彩膜基板及其制造方法、显示装置
GB2619326A (en) * 2022-05-31 2023-12-06 Univ Oxford Innovation Ltd Free space optical communications system and method
CN115016165B (zh) * 2022-07-06 2024-04-26 西安工业大学 大角度液晶光学相控阵粗精两级同步调控***的设计方法

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1068816A (ja) * 1996-08-29 1998-03-10 Sharp Corp 位相差板及び円偏光板
CN1224177A (zh) * 1997-07-31 1999-07-28 康帕克电脑公司 使用反射偏振器的液晶色盘
EP1069451A3 (en) * 1999-07-14 2002-08-21 Sony Corporation Virtual image optical system
CN1575434A (zh) * 2001-10-24 2005-02-02 罗利克有限公司 可转换彩色滤波器
US7256915B2 (en) * 1996-07-12 2007-08-14 Science Applications International Corporation Switchable polymer-dispersed liquid crystal optical elements
US20080094528A1 (en) * 2006-10-18 2008-04-24 Real D LED illuminator filters
US20090141201A1 (en) * 2007-12-03 2009-06-04 Au Optronics Corporation Three-dimension display and fabricating method thereof
CN102282509A (zh) * 2008-11-14 2011-12-14 剑桥企业有限公司 光束控制
CN103703405A (zh) * 2012-01-30 2014-04-02 华为技术有限公司 波长选择开关的方法和装置
CN104460020A (zh) * 2014-11-29 2015-03-25 华为技术有限公司 光束处理器件、光束衰减切换器件及光波长选择开关***
CN104932170A (zh) * 2015-05-19 2015-09-23 南京大学 一种液晶叉形偏振光栅以及制备方法
US9575366B2 (en) * 2011-12-29 2017-02-21 The Hong Kong University Of Science And Technology Fast switchable and high diffraction efficiency grating ferroelectric liquid crystal cell
US20170299941A1 (en) * 2016-04-13 2017-10-19 Boulder Nonlinear Systems, Inc. Compact liquid crystal beam steering devices including multiple polarization gratings

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100452301B1 (ko) * 2002-08-30 2004-10-08 재단법인 포항산업과학연구원 광파이버를 이용한 전류 및 전압 동시측정장치 및 방법
CN100432751C (zh) * 2004-08-01 2008-11-12 浙江大学 光圆偏振调制器
EP2788811A4 (en) * 2011-12-09 2015-07-08 Hewlett Packard Development Co CONTROL OF LIGHT WAVING FRONTS
US9575144B2 (en) * 2012-10-12 2017-02-21 Twinleaf Llc System and method for atom-modulated, low-drift sensor
CN108401447B (zh) * 2018-03-02 2020-10-20 香港应用科技研究院有限公司 具有快速响应和提高的转向分辨率的束转向设备

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7256915B2 (en) * 1996-07-12 2007-08-14 Science Applications International Corporation Switchable polymer-dispersed liquid crystal optical elements
JPH1068816A (ja) * 1996-08-29 1998-03-10 Sharp Corp 位相差板及び円偏光板
CN1224177A (zh) * 1997-07-31 1999-07-28 康帕克电脑公司 使用反射偏振器的液晶色盘
EP1069451A3 (en) * 1999-07-14 2002-08-21 Sony Corporation Virtual image optical system
CN1575434A (zh) * 2001-10-24 2005-02-02 罗利克有限公司 可转换彩色滤波器
US20080094528A1 (en) * 2006-10-18 2008-04-24 Real D LED illuminator filters
US20090141201A1 (en) * 2007-12-03 2009-06-04 Au Optronics Corporation Three-dimension display and fabricating method thereof
CN102282509A (zh) * 2008-11-14 2011-12-14 剑桥企业有限公司 光束控制
US9575366B2 (en) * 2011-12-29 2017-02-21 The Hong Kong University Of Science And Technology Fast switchable and high diffraction efficiency grating ferroelectric liquid crystal cell
CN103703405A (zh) * 2012-01-30 2014-04-02 华为技术有限公司 波长选择开关的方法和装置
CN104460020A (zh) * 2014-11-29 2015-03-25 华为技术有限公司 光束处理器件、光束衰减切换器件及光波长选择开关***
CN104932170A (zh) * 2015-05-19 2015-09-23 南京大学 一种液晶叉形偏振光栅以及制备方法
US20170299941A1 (en) * 2016-04-13 2017-10-19 Boulder Nonlinear Systems, Inc. Compact liquid crystal beam steering devices including multiple polarization gratings

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王骁乾: "液晶光控取向技术进展", 《液晶与显示》 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019165641A1 (en) * 2018-03-02 2019-09-06 Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute Company Limited Beam-steering apparatus with fast response and enhanced steering resolution
CN110927695A (zh) * 2018-09-04 2020-03-27 通用汽车环球科技运作有限责任公司 具有多光谱深度成像和离散扫描机构的汽车激光雷达
CN109188316A (zh) * 2018-09-07 2019-01-11 北京大学 液晶相位补偿的自激式原子磁传感器及磁场测量方法
CN109643025A (zh) * 2018-09-20 2019-04-16 香港应用科技研究院有限公司 具有用于制造几何相位光学元件的应用的旋转几何相位全息图
WO2020056789A1 (en) * 2018-09-20 2020-03-26 Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute Company Limited Rotational Geometric Phase Hologram with Application for Fabricating Geometric Phase Optical Element
US10983262B2 (en) 2018-09-20 2021-04-20 Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute Company Limited Rotational geometric phase hologram with application for fabricating geometric phase optical element
EP3886676A4 (en) * 2019-02-13 2022-03-09 Quantum Valley Investment Fund LP PREPARATION OF A STRUCTURED OPTICAL BEAM FOR HUMAN OBSERVATION
US11564562B2 (en) 2019-02-13 2023-01-31 Quantum Valley Investment Fund LP Preparing a structured optical beam for human observation
CN110161714A (zh) * 2019-05-16 2019-08-23 深圳大学 光束的解调***和方法
CN114415427A (zh) * 2022-02-25 2022-04-29 电子科技大学 一种液晶偏振光栅制备光路及制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108401447B (zh) 2020-10-20
WO2019165641A1 (en) 2019-09-06

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