[发明专利]光波导及显示设备

权利要求书

1.一种光波导，其特征在于，包括光波导本体，所述光波导本体包括光束耦入区域和光束耦出区域：

所述光束耦入区域设置有耦入光栅，被配置为将光束耦合进入所述光波导本体、并在所述光波导本体内以全反射的方式传播；

所述光束耦出区域设置有耦出光栅，被配置为将传播至所述光束耦出区域的光束耦出所述光波导本体，并使得光束在所述耦入光栅处不发生二次衍射并具有连续的扩展出瞳；

所述耦出光栅包括设置于所述光波导本体的平行于光束传播方向的两侧的透射式耦出光栅和反射式耦出光栅。

2.根据权利要求1所述的光波导，其特征在于，沿着光束在所述光波导本体内的传播的方向，所述透射式耦出光栅的初始端与所述反射式耦出光栅的初始端错位设置。

3.根据权利要求2所述的光波导，其特征在于，所述反射式耦出光栅的初始端与所述耦入光栅在光束传播方向上的第一距离小于所述透射式耦出光栅的初始端与所述耦入光栅在光束传播方向上的第二距离；

或者，所述反射式耦出光栅的初始端与所述耦入光栅在光束传播方向上的第一距离大于所述透射式耦出光栅的初始端与所述耦入光栅在光束传播方向上的第二距离。

4.根据权利要求3所述的光波导，其特征在于，所述透射式耦出光栅的初始端与所述反射式耦出光栅的初始端之间的错位间隔为光束以全反射的方式在所述光波导本体内传播的传播步长的一半。

5.根据权利要求4所述的光波导，其特征在于，所述透射式耦出光栅的初始端与所述反射式耦出光栅的初始端之间的最大错位间隔为以最大视场角入射至所述光波导本体内的光束以全反射的方式在所述光波导本体内传播的传播步长的一半。

6.根据权利要求1-5任一项所述的光波导，其特征在于，沿着光束在所述光波导本体内的传播的方向，所述透射式耦出光栅的末端与所述反射式耦出光栅的末端错位设置。

7.根据权利要求6所述的光波导，其特征在于，所述反射式耦出光栅的末端位于所述透射式耦出光栅的末端的靠近所述光束耦入区域的一侧；

或者，所述反射式耦出光栅的末端位于所述透射式耦出光栅的末端的远离所述光束耦入区域的一侧。

8.根据权利要求7所述的光波导，其特征在于，所述透射式耦出光栅的末端与所述反射式耦出光栅的末端之间的错位间隔为光束以全反射的方式在所述光波导本体内传播的传播步长的一半。

9.根据权利要求8所述的光波导，其特征在于，所述透射式耦出光栅的末端与所述反射式耦出光栅的末端之间的最大错位间隔为以最小视场角入射至所述光波导本体的光束以全反射的方式在所述光波导本体内传播的传播步长的一半。

10.根据权利要求1所述的光波导，其特征在于，所述耦入光栅和所述耦出光栅的各项参数满足以下公式：

2T·tan{arcsin[λ(nd)+sini_min/n]}≥D (1)

T·tan[arcsin(sini_max/n)]+T·tan{arcsin[λ/(nd)+sini_max/n]}≤D (2)

其中，n为所述光波导本体的折射率，T为所述光波导本体厚度，d为所述耦入光栅的周期，所述耦入光栅和所述耦出光栅的周期相同，D为所述耦入光栅在光束传播方向上的宽度，λ为入射至所述光波导本体的光束的波长，i_min为入射至所述光波导本体的光束的最小视场角，i_max为入射至所述光波导本体的光束的最大视场角。

11.根据权利要求10所述的光波导，其特征在于，入射至所述光波导本体的光束具有一定谱宽时，光束的最小波长λ_min满足公式(1)，光束的最大波长λ_max满足公式(2)。