基于光学自准直法的光波导阵列平行度测试

黄银国，梁佳琪，杨 永，李杏华

(天津大学 精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津 300072)

1 引 言

光波导是一种利用全反射原理引导光波在其中无损传输的介质装置[1]。根据耦合结构的不同，光波导主要分为几何光波导和衍射光波导[2]两类。其中，几何光波导也称阵列光波导，即波导内部存在用于输出图像并扩展出瞳范围的平行的半透半反膜阵列[3]。相比衍射光波导，几何光波导采用传统几何光学的设计理念，技术门槛低，而且成像质量较高[4]。

以色列的Lumus公司[5]、国内的珑璟光电、灵犀微光等公司都在致力于研制几何光波导。但目前几何光波导的制造工艺非常复杂，尚未成熟，而且价格很高，难以量产。在几何光波导的制造过程中，任何一点偏差都会导致成像出现瑕疵，例如明暗条纹、鬼像等问题[6]。在众多影响成像质量的因素中，一个关键因素就是光波导中半透半反膜阵列的平行度，若无法保持良好的平行度，出瞳光线会不均匀，会严重影响成像质量，因此，阵列平行度的测试是检定几何光波导性能的一个重要依据。由于光波导的工作原理特殊，很多用于普通平面间平行度的测量方法无法直接应用于光波导，因此，如何快速准确地测试光波导阵列的平行度是一个亟待解决的问题。

本文基于光学自准直法提出了一种光波导阵列平行度测量方法，该方法的测量光路与光波导的成像光路一致，解决了自准直法难以适用于光波导离轴光路的问题，具有精度高、非接触、快速高效等特点。……