[发明专利]一种体全息光栅二维扩瞳波导片及其扩瞳方法

权利要求书

1.一种体全息光栅二维扩瞳波导片，所述体全息光栅二维扩瞳波导片包括至少一片体全息光栅二维扩瞳波导片单元，所述体全息光栅二维扩瞳波导片单元包括波导衬底以及设于所述波导衬底上的两个光栅区域，所述两个光栅区域分别为耦合入射光栅区域及耦合出射光栅区域，所述耦合入射光栅区域内设由K₁和K₂两束相干光干涉曝光出的全息光栅，激光K₂全反射传播到耦合出射光栅区域；所述耦合出射光栅区域内设由K₁、K₂、K₃和K₄四束激光曝光的全息光栅，其中K₃的传播方向与K₁、K₂传播方向相垂直或与K₁、K₂传播方向之间的角度略小于90度；所述激光K₄与K₃传播方向位于激光K₂传播方向的两侧；所述激光K₄传播方向与K₂传播方向呈90°或略小于90°；当光机以K₁方向入射时，所述耦合入射光栅区域衍射产生与K₂相同方向的光经全反射向所述耦合出射光栅区域传播；

所述耦合出射光栅区域于接收到由所述耦合入射光栅区域传播的与K₂相同方向的激光时产生三束K₁方向、K₃方向和K₄方向的激光；其中，K₁方向的激光出射；有一部分K₂方向的光继续以K₂传播方向全反射传播，K₃方向和K₄方向的激光在K₂传播方向的两侧继续传播，且经过一次全反射后会再一次传播到耦出区域的其他位置，分别又衍射出激光K₁、K₂、K₄和K₁、K₂、K₃，并依此类推继续在波导片内进行传播和衍射。

2.一种体全息光栅二维扩瞳波导片的扩瞳方法，包括如下步骤：

步骤S1，光机以K₁方向入射到耦合入射光栅区域衍射产生一束与K₂相同方向的光，向耦合出射光栅区域方向传播；其中，所述耦合入射光栅区域内设由K₁和K₂两束相干光干涉曝光出的全息光栅，激光K₂全反射传播到耦合出射光栅区域；

步骤S2，当所述与K₂相同方向的激光到达所述耦合出射光栅区域时，在耦合出射光栅区域的全息光栅作用下衍射产生三束K₁方向、K₃方向和K₄方向的激光；其中，K₁方向的激光出射；有一部分K₂方向的光继续以K₂传播方向全反射传播，K₃方向和K₄方向的激光在K₂传播方向的两侧继续传播，且经过一次全反射后会再一次传播到耦出区域的其他位置，分别又衍射出激光K₁、K₂、K₄和K₁、K₂、K₃，并依此类推继续在波导片内进行传播和衍射；其中，所述耦合出射光栅区域内设由K₁、K₂、K₃和K₄四束激光曝光的全息光栅，其中K₃的传播方向与K₁、K₂传播方向相垂直或与K₁、K₂传播方向之间的角度略小于90度；所述激光K₄与K₃传播方向位于激光K₂传播方向的两侧；所述激光K₄传播方向与K₂传播方向呈90°或略小于90°。