[发明专利]衍射光栅波导和AR显示设备

权利要求书

1.一种衍射光栅波导，其特征在于，包括：

波导板；

设置在所述波导板表面不同区域的耦入光栅、转折光栅和耦出光栅，当入射光入射至所述耦入光栅后发生方向改变并进入所述波导板，在所述波导板内全反射后进入所述转折光栅，在所述转折光栅内发生方向改变后进入所述波导板，在所述波导板内全反射后进入所述耦出光栅，在所述耦出光栅内发生方向改变后出射；

其中，所述耦入光栅和所述转折光栅的相对位相角ρ等于所述转折光栅和所述耦出光栅的相对位相角ρ；

所述耦入光栅和所述耦出光栅的光栅周期均为d，所述转折光栅的光栅周期为d/2cosρ。

2.根据权利要求1所述的衍射光栅波导，其特征在于，所述相对位相角ρ＝60°，此时所述耦入光栅、所述转折光栅和所述耦出光栅的光栅周期均为d。

3.根据权利要求1或2所述的衍射光栅波导，其特征在于，所述耦入光栅的面积小于所述耦出光栅的面积，所述转折光栅的一边靠近所述耦入光栅，所述转折光栅的另一边靠近所述耦出光栅。

4.根据权利要求1或2所述的衍射光栅波导，其特征在于，所述转折光栅包括连续设置且错位的第一部分和第二部分，所述第一部分靠近所述耦入光栅，所述第二部分远离所述耦入光栅，使得进入所述第一部分的光束比进入所述第二部分的光束先发生衍射。

5.根据权利要求1所述的衍射光栅波导，其特征在于，所述耦入光栅、所述转折光栅和所述耦出光栅中的一种或多种为表面光栅，所述表面光栅的光栅周期为250-500nm，槽深度为30-400nm，槽倾角为0-45°。

6.根据权利要求1所述的衍射光栅波导，其特征在于，所述耦入光栅使得入射光束发生衍射产生衍射光束，所述衍射光束的衍射极角φ满足：

其中，n为所述波导板的折射率。

7.根据权利要求1所述的衍射光栅波导，其特征在于，所述耦入光栅、所述转折光栅、和所述耦出光栅中的一种或多种为梯形表面浮雕光栅、正弦表面浮雕光栅或全息光栅。

8.根据权利要求1所述的衍射光栅波导，其特征在于，所述耦入光栅、所述转折光栅、所述耦出光栅位于所述波导板的同一侧。

9.根据权利要求1所述的衍射光栅波导，其特征在于，所述波导板为玻璃基体、光学胶基体或者表面具有光学胶层的玻璃层。

10.一种AR显示设备，其特征在于，所述AR显示设备包括：如权利要求1至9中任一项所述的衍射光栅波导。