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vcsel|3D光学传感器行业研究宝典(15)




vcsel|3D光学传感器行业研究宝典
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我们结合HoloLens采用的显示方案来对衍射光学器件（DOE）的应用进行说明。如下图所示，为实现混合现实效果，让自然光与投影图像同时进入人眼，微软在HoloLens单镜片上应用了三块表面刻蚀光栅（SGR,是DOE种），分别是下左图绿点与红点所圈出的三块区域，对应下右图中所标示的52、54、56三部分。

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图像首先通过LCoS微型投影仪进入绿点所圈的 2号区域，也就是入耦合光栅（in-coupling SGR）。如下左图所示，在给定介质中，光线在特定角度下会实现全内反射。入耦合光栅的主要作用就是通过DOE的微观结构来通过衍射来使光线以特定角度入射，以实现光线在镜片内的全内反射。


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光线通过54号折叠光栅（foldSGR）所处的位置，折叠光栅会将图像折叠（偏转）90度，到达下方56号出口光栅处（exit SGR），出口光栅通过衍射来成像并以特定角度输出光线，使光线进入人眼的角度与虚拟物体所在位置重合，以达到增强现实（AR）的效果。

DOE集体积小、衍射效率高、能够自由设计光学功能等优良特点于一身，未来将在激光投影、全息技术等领域大显身手。我们认为，随着准分子激光加工工艺、复制工艺的发展，DOE的制造成本将大幅降低并且能够实现规模化生产，有望成为促进光学系统实现微型化、阵列化和集成化的关键技术！福晶科技已与微软联合研发HoloLens，预计其中就包括DOE等相关光学组件，微软Kincet是体感游戏机的鼻祖，亦是AR眼镜领域最受期待的厂商。

3、三种重要激光器光学元件分析之二：准直镜头

在3D摄像技术以及激光投影等消费电子应用领域，对激光器发出的光束进行整形更加具有必要性。在激光投影技术中光束需要通过匀光、整形单元以满足LCD、LCoS、DMD的均匀照明需求；在基于结构光技术的3D摄像中也需要将光束进行匀光、分束均匀地分布投射至周围环境中，形成多个散斑来进行捕捉、分析。同时若不进行匀束地话光束中心能量过大还可能对人眼造成伤害。采用微准直透镜对VCSEL出射光束进行准直、形成散斑等整形处理。


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准直器属于激光器件中用于输入输出的一个光学元件，其结构简单一般为透镜系统，作用是使发散光通过前置的准直系统变成平行光（高斯光束，越靠中心能量越高）。

在光通信及工业级激光加工领域，均需要通过准直器件将激光光束转变为平行光束，从而保证在高功率光束下的稳定光束质量或者使光最大效率的耦合进入所需的光通信器件。与光通信领域及激光加工领域不同，消费电子领域通常采用多片结构组成微型准直透镜，我们将在后文对制造微型准直透镜的WLO（晶圆级光学制程工艺）进行介绍。

福晶科技已为JDSU（Lumentum）、Finisar等光通信企业供给通信级准直镜头。


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