[发明专利]光波导结构及其制备方法

说明书

本发明提供一种光波导结构及其制备方法，光波导结构包括第一光波导主体结构及第二光波导主体结构，第一光波导主体结构的第二表面具有第一阵列结构，第二光波导主体结构的第二表面具有第二阵列结构，且第一光波导主体结构的第二表面与第二光波导主体结构的第二表面相贴合后，在第一阵列结构与第二阵列结构之间具有平行设置的间隙。本发明在光波导结构中形成平行设置的低折射率的间隙，从而可选择性地使一部分入射光线耦合出光波导结构，同时使另一部分入射光线继续在光波导结构中传播，以扩大光波导结构的出瞳范围，降低光波导结构的厚度；同时，光波导结构简单、制备步骤简单、成本较低、适用于大规模低成本生产。

技术领域

本发明属于光波导技术领域，特别是涉及一种光波导结构及其制备方法。

背景技术

增强现实(Augmented Reality，简称AR)技术是一种将虚拟图像投影到现实世界以增强用户感知效果的技术，其在多个领域有重要应用。在增强现实技术中，光波导为关键元件，其作用是将虚拟图像通过光波导传播投射到用户眼前，形成虚拟影像。随着电子产品运算能力的提升，AR技术的用途越来越广。

当前，光波导技术主要分为阵列光波导以及全息光波导，但阵列光波导的制备，通常要求分别制作互相平行的小平面，然后再在小平面上镀复杂的高达数十层的介质膜，完成镀膜后，再将小平面互相粘接，其复杂的镀膜以及粘接要求，使得制备成本高昂，制作良率低下，从而难以低成本、大规模生产，而全息光波导的制备则更加复杂，需要在波导表面上刻画数千条沟槽，且对应于不同颜色的光，需要对应不同的沟槽间距，从而使得多色全息光波导的制作更加的昂贵，所以使其应用限制在较小的范围。因此，现有光波导技术的制备方案均存在加工步骤复杂，成本高的问题，从而制约了增强现实技术在普通消费领域的普及。

因此，提供一种新型的光波导结构及其制备方法，实属必要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种光波导结构及其制备方法，用于解决现有技术中的光波导存在的加工步骤复杂、成本高等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种光波导结构，所述光波导结构包括：

第一光波导主体结构，所述第一光波导主体结构包括相对的第一表面及第二表面，所述第一光波导主体结构的第一表面为平面，所述第一光波导主体结构的第二表面具有第一阵列结构；

第二光波导主体结构，所述第二光波导主体结构包括相对的第一表面及第二表面，所述第二光波导主体结构的第一表面为平面，所述第二光波导主体结构的第二表面具有第二阵列结构；

其中，所述第一光波导主体结构的第二表面与所述第二光波导主体结构的第二表面相贴合，且在所述第一阵列结构与所述第二阵列结构之间具有平行设置的间隙。

可选地，所述间隙的宽度范围包括1μm～100μm。

可选地，所述第一阵列结构为锯齿状结构，所述第二阵列结构为锯齿状结构，且所述第一阵列结构及所述第二阵列结构具有相同形貌；所述锯齿状结构包括若干个依次连接的齿部，且相邻所述齿部的齿尖间距与所述齿部的齿根间距相同。

可选地，所述间隙中还包括折射率小于所述第一光波导主体结构及所述第二光波导主体结构的光角度选择反射膜，其中，所述光角度选择反射膜包括MgF₂薄膜或SiO₂薄膜；所述光角度选择反射膜的结构包括镂空纳米结构薄膜；所述第一光波导主体结构的材料包括树脂或玻璃；所述第二光波导主体结构的材料包括树脂或玻璃。

可选地，任一上述光波导结构还包括镜片，所述镜片贴置于所述第一光波导主体结构与所述第二光波导主体结构贴合后形成的贴合结构的两端。

可选地，所述贴合结构包括贴合结构凸起部，所述镜片包括镜片凸起部，且所述贴合结构凸起部与所述镜片凸起部相贴合，以形成阶梯状结合结构。