本公開涉及光元件、激光模塊、視網(wǎng)膜投影裝置以及近眼可佩戴裝置。

背景技術(shù)：

1、在光波導(dǎo)中傳輸?shù)墓獾钠癫Ｊ骄哂邢鄬?duì)于基板具有水平方向的主電場的偏振波模式即te(transverse?electric：橫向電場)模式和相對(duì)于基板具有垂直方向的主電場的偏振波模式即tm(transverse?magnetic：橫向磁場)模式。已知有轉(zhuǎn)換上述的偏振波模式的光元件。

2、例如在日本特開2017-181611號(hào)公報(bào)中記載有將光的偏振波模式從tm0模式轉(zhuǎn)換為te0模式的光元件。該光元件具備：模式轉(zhuǎn)換部，其將光的偏振波模式從tm0模式轉(zhuǎn)換為te1模式；模式分支部，其將光的偏振波模式從te1模式轉(zhuǎn)換為相位彼此不同的兩個(gè)te0模式；相位調(diào)整部，其調(diào)整兩個(gè)te0模式的光的相位；以及合波部，其將調(diào)整了相位的兩個(gè)te0模式的光合波。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、日本特開2017-181611號(hào)公報(bào)所記載的光元件是使用于光通信的光元件，將紅外波段的tm0模式的光轉(zhuǎn)換為te0模式的光。然而，在日本特開2017-181611號(hào)公報(bào)所記載的光元件中，沒有考慮將tm0模式的光轉(zhuǎn)換為te0模式的光時(shí)的轉(zhuǎn)換效率，也沒有考慮將tm0模式的可見光轉(zhuǎn)換為te0模式的可見光的情況。

2、本公開對(duì)能夠在抑制轉(zhuǎn)換效率降低的同時(shí)將可見光的偏振波模式從tm0模式轉(zhuǎn)換為te0模式的光元件、激光模塊、視網(wǎng)膜投影裝置以及近眼可佩戴裝置進(jìn)行說明。

3、本公開的一方面的光元件具備：基板，其具有主面；和芯層，其設(shè)于主面，由具有電光效應(yīng)的材料構(gòu)成。芯層具備模式轉(zhuǎn)換器，該模式轉(zhuǎn)換器在沿著主面的第1方向上延伸，將可見光的偏振波模式從tm0模式轉(zhuǎn)換為te0模式。模式轉(zhuǎn)換器具備：轉(zhuǎn)換部，其將可見光的偏振波模式從tm0模式轉(zhuǎn)換為te1模式；分支部，其將te1模式的可見光分支為te0模式的第1分支光和te0模式的第2分支光，并且調(diào)整第1分支光和第2分支光之間的相位差；以及合波部，其將第1分支光和第2分支光合波。轉(zhuǎn)換部具備供tm0模式的可見光入射的第1端和將te1模式的可見光射出的第2端，第1端和第2端是轉(zhuǎn)換部的第1方向上的兩端。轉(zhuǎn)換部的第2方向上的長度從第1端到第2端連續(xù)地增加，第2方向沿著主面并且與第1方向交叉。上述相位差是通過從第2分支光向合波部入射時(shí)的相位減去第1分支光向合波部入射時(shí)的相位而得到的相位差。分支部具備供第1分支光傳輸?shù)牡?分支波導(dǎo)和供第2分支光傳輸?shù)牡?分支波導(dǎo)。第1分支波導(dǎo)中的第1分支光的光路長和第2分支波導(dǎo)中的第2分支光的光路長彼此不同。

4、在該光元件中，由于轉(zhuǎn)換部的第2方向上的長度從第1端到第2端連續(xù)地增加，因此在轉(zhuǎn)換部中傳輸?shù)目梢姽獾挠行д凵渎首兓Ｓ纱?，在轉(zhuǎn)換部中，可見光的偏振波模式能夠從tm0模式轉(zhuǎn)換為te1模式。進(jìn)而，在分支部中，從轉(zhuǎn)換部射出的te1模式的可見光被分支為相位彼此相反的te0模式的第1分支光和te0模式的第2分支光。然后，第1分支光在第1分支波導(dǎo)中傳輸，第2分支光在第2分支波導(dǎo)中傳輸。然后，在合波部中，通過第1分支光和第2分支光合波，而射出te0模式的可見光。

5、在此，在第1分支波導(dǎo)中的光路長和第2分支波導(dǎo)中的光路長相同的情況下，通過從第2分支光向合波部入射時(shí)的相位減去第1分支光向合波部入射時(shí)的相位而得到的相位差不從-π弧度變更地第1分支光和第2分支光向合波部入射。因而，通過將第1分支光和第2分支光合波而得到的可見光的光強(qiáng)為入射到轉(zhuǎn)換部的可見光的光強(qiáng)的實(shí)質(zhì)上一半，轉(zhuǎn)換效率降低。另一方面，在該光元件中，由于第1分支波導(dǎo)中的光路長和第2分支波導(dǎo)中的光路長彼此不同，因此上述相位差是與-π弧度不同的值。由此能夠抑制通過將第1分支光和第2分支光合波而得到的可見光的光強(qiáng)相對(duì)于入射到轉(zhuǎn)換部的可見光的光強(qiáng)降低。根據(jù)以上內(nèi)容，上述光元件能夠在抑制轉(zhuǎn)換效率降低的同時(shí)將可見光的偏振波模式從tm0模式轉(zhuǎn)換為te0模式。

6、上述相位差可以是-2π/3+2nπ弧度以上且-π/3+2nπ弧度以下。n可以是整數(shù)。在上述相位差是-π/2+2nπ弧度的情況下，通過將第1分支光和第2分支光合波而得到的te0模式的可見光的光強(qiáng)與入射到轉(zhuǎn)換部的tm0模式的可見光的光強(qiáng)實(shí)質(zhì)上相同。隨著上述相位差遠(yuǎn)離-π/2+2nπ弧度，通過將第1分支光和第2分支光合波而得到的te0模式的可見光的光強(qiáng)降低。由于上述范圍是以-π/2+2nπ弧度為中心的±π/6的范圍，因此能夠更進(jìn)一步降低通過將第1分支光和第2分支光合波而得到的te0模式的可見光的光強(qiáng)的損耗。即，能夠更進(jìn)一步抑制從tm0模式向te0模式的轉(zhuǎn)換效率降低。

7、芯層可以還具備設(shè)于主面的平板。模式轉(zhuǎn)換器可以在與第1方向和第2方向交叉的第3方向上設(shè)在平板上。在該情況下，由轉(zhuǎn)換部和平板形成的波導(dǎo)在第3方向上具有不對(duì)稱的形狀。因而能夠提高轉(zhuǎn)換部的從tm0模式向te1模式的轉(zhuǎn)換效率。

8、也可以是，芯層的第3方向上的長度比可見光的波長小。在該情況下，可見光容易從轉(zhuǎn)換部滲出到平板。因而能夠提高轉(zhuǎn)換部的從tm0模式向te1模式的轉(zhuǎn)換效率。

9、也可以是，合波部由多模干涉儀構(gòu)成。在該情況下，與由y分支波導(dǎo)制作合波部的情況相比較，能夠簡單地制作合波部。

10、也可以是，合波部的第2方向上的長度是2.0μm以上。在該情況下，能夠在不減小第1分支波導(dǎo)和第2分支波導(dǎo)的寬度的前提下確保第1分支波導(dǎo)和第2分支波導(dǎo)之間的間隔。因而能夠?qū)⒌?分支波導(dǎo)和第2分支波導(dǎo)形成為期望的形狀。

11、也可以是，第1分支波導(dǎo)在第1分支波導(dǎo)的與合波部連接的連接端處的第2方向上的長度是合波部的第2方向上的長度的23％以上且47％以下。也可以是，第2分支波導(dǎo)在第2分支波導(dǎo)的與合波部連接的連接端處的第2方向上的長度是合波部的第2方向上的長度的23％以上且47％以下。在該情況下，能夠確保相對(duì)于制造誤差等而言的模式轉(zhuǎn)換器的容差以及第1分支波導(dǎo)和第2分支波導(dǎo)之間的間隔這兩者。

12、芯層可以具備：第1模式轉(zhuǎn)換器，其是將紅色光的偏振波模式從tm0模式轉(zhuǎn)換為te0模式的模式轉(zhuǎn)換器；第2模式轉(zhuǎn)換器，其是將綠色光的偏振波模式從tm0模式轉(zhuǎn)換為te0模式的模式轉(zhuǎn)換器；第3模式轉(zhuǎn)換器，其是將藍(lán)色光的偏振波模式從tm0模式轉(zhuǎn)換為te0模式的模式轉(zhuǎn)換器；以及合波器，其將紅色光、綠色光以及藍(lán)色光合波而射出激光。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，將紅色光的偏振波模式從tm0模式轉(zhuǎn)換為te0模式，將綠色光的偏振波模式從tm0模式轉(zhuǎn)換為te0模式，并將藍(lán)色光的偏振波模式從tm0模式轉(zhuǎn)換為te0模式。例如在合波器設(shè)計(jì)為將te0模式的紅色光、綠色光以及藍(lán)色光合波的情況下的合波效率比將tm0模式的紅色光、綠色光以及藍(lán)色光合波的情況下的合波效率高的情況下，能夠提高合波器的合波效率。

13、也可以是，第1模式轉(zhuǎn)換器的與第1方向和第2方向交叉的第3方向上的長度、第2模式轉(zhuǎn)換器的第3方向上的長度以及第3模式轉(zhuǎn)換器的第3方向上的長度相同。在該情況下，能夠?qū)⒌?模式轉(zhuǎn)換器、第2模式轉(zhuǎn)換器以及第3模式轉(zhuǎn)換器形成在同一基板上，并且由于能夠?qū)⒏鱾€(gè)模式轉(zhuǎn)換器的第3方向上的長度設(shè)為相同，因此能夠容易地制造光元件。

14、芯層可以還具備：第1調(diào)制器，其對(duì)紅色光的光強(qiáng)進(jìn)行調(diào)制；第2調(diào)制器，其對(duì)綠色光的光強(qiáng)進(jìn)行調(diào)制；以及第3調(diào)制器，其對(duì)藍(lán)色光的光強(qiáng)進(jìn)行調(diào)制。為了將紅色光、綠色光以及藍(lán)色光合波從而輸出全彩的激光，需要根據(jù)輸出的顏色來調(diào)整各顏色的光的光強(qiáng)。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于對(duì)紅色光的光強(qiáng)、綠色光的光強(qiáng)以及藍(lán)色光的光強(qiáng)進(jìn)行調(diào)制，因此能夠輸出全彩的激光。

15、本公開的另一方面的激光模塊具備：上述的光元件；第1激光光源，其射出tm0模式的紅色光；第2激光光源，其射出tm0模式的綠色光；以及第3激光光源，其射出tm0模式的藍(lán)色光。該激光模塊由于具備上述的光元件，因此能夠在抑制轉(zhuǎn)換效率降低的同時(shí)將可見光的偏振波模式從tm0模式轉(zhuǎn)換為te0模式。

16、本公開的又一方面的視網(wǎng)膜投影裝置搭載于近眼可佩戴裝置，其中，該視網(wǎng)膜投影裝置具備：上述的激光模塊；可動(dòng)反射鏡，其使用從激光模塊射出的激光進(jìn)行掃描；以及反射體，其通過反射經(jīng)過可動(dòng)反射鏡后的激光并將反射后的光向佩戴近眼可佩戴裝置的使用者的視網(wǎng)膜引導(dǎo)，而將圖像投影到視網(wǎng)膜。該視網(wǎng)膜投影裝置具備上述的光元件。因而，在該視網(wǎng)膜投影裝置中，能夠在抑制轉(zhuǎn)換效率降低的同時(shí)將可見光的偏振波模式從tm0模式轉(zhuǎn)換為te0模式，在此基礎(chǔ)上，將圖像投影到視網(wǎng)膜。

17、本公開的再一方面的近眼可佩戴裝置具備：上述的視網(wǎng)膜投影裝置；和設(shè)有上述的反射體的鏡片。該近眼可佩戴裝置具備具有上述的光元件的視網(wǎng)膜投影裝置。因而，在該近眼可佩戴裝置中，能夠在抑制轉(zhuǎn)換效率降低的同時(shí)將可見光的偏振波模式從tm0模式轉(zhuǎn)換為te0模式，在此基礎(chǔ)上，將圖像投影到視網(wǎng)膜。

18、根據(jù)本公開的各方面和各實(shí)施方式，能夠在抑制轉(zhuǎn)換效率降低的同時(shí)將可見光的偏振波模式從tm0模式轉(zhuǎn)換為te0模式。