[发明专利]一种光栅型光波导及其光传播调控方法

权利要求书

1.一种光栅型光波导，其特征在于，包括：

耦入区，用于耦入一定视场角范围的光束；

传递区，用于传播经所述耦入区耦入的所述光束；

耦出区，用于出射经所述传递区传播的所述光束；

其中，所述传递区设置于所述耦入区与所述耦出区之间的光路上，包括多层反射型体布拉格光栅组成的波导层，根据反射型体布拉格光栅的布拉格衍射条件对所述一定视场角范围的光束进行分类得到多个部分的光束，所述布拉格衍射条件包括：

当入射光束的波长一定时，针对不同角度的入射光束，每层所述反射型体布拉格光栅具有不同的反射率；或，当入射光束的入射角度一定时，针对不同波长的入射光束，所述反射型体布拉格光栅具有不同的反射率；

每个部分的光束分别包含一个或多个不同方向的光束；每个部分的所述光束在不同数量的波导层间进行全反射从而使得不同部分的光束的有效传递厚度不一致，传播周期一致；并且不同部分的光束由所述耦出区的同一位置出射。

2.如权利要求1所述的光栅型光波导，其特征在于，所述不同波导层分别用于调控所述光束的传播周期使得所述光束的传播周期一致。

3.如权利要求1所述的光栅型光波导，其特征在于，所述耦入区和所述耦出区是百纳米级的衍射光栅和/或衍射光学元件。

4.如权利要求1所述的光栅型光波导，其特征在于，所述耦出区与所述传递区构成出瞳扩展区，用于扩展所述光束的出瞳范围和提高所述光束在出瞳处的能量均匀性。

5.如权利要求1所述的光栅型光波导，其特征在于，所述耦入区和所述耦出区设置于所述传递区的内表面和/或设置于所述传递区的外表面。

6.如权利要求1-5任一所述的光栅型光波导，其特征在于，所述光束来自于显示引擎，所述显示引擎面向光栅型光波导的前侧表面，用于发射光束至所述光栅型光波导。

7.如权利要求1-5任一所述的光栅型光波导，其特征在于，所述波导层还包括基材，所述基材是光学玻璃或光学树脂材料。

8.如权利要求1-5任一所述的光栅型光波导，其特征在于，所述光束根据满足所述体布拉格光栅的布拉格衍射条件的不同分为不同部分光束。

9.如权利要求1-5任一所述的光栅型光波导，其特征在于，所述反射型体布拉格光栅的结构由所述光束的衍射角决定。

10.一种光栅型光波导的光传播调控方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：具有对应视场角相关联的图像信息的光束耦合到光栅型光波导中；所述光栅型光波导包括耦入区、耦出区、传递区；所述传递区设置于所述耦入区与所述耦出区之间的光路上，包括多层反射型体布拉格光栅组成的波导层；

S2：根据光束通过耦入区衍射至传递区的光束的方向满足反射型体布拉格光栅的布拉格衍射条件的不同分为不同部分的光束；每个部分的光束分别包含一个或多个不同方向的光束；所述布拉格衍射条件包括：

当入射光束的波长一定时，针对不同角度的入射光束，每层所述反射型体布拉格光栅具有不同的反射率；或，当入射光束的入射角度一定时，针对不同波长的入射光束，所述反射型体布拉格光栅具有不同的反射率；

S3：所述不同部分的光束在对应的反射型体布拉格光栅的作用下在不同数量的波导层中进行传播从而使得不同部分的光束的有效传递厚度不一致，传播周期一致；

S4：组合发生反射的不同部分的光束并从耦出区同一位置出射所述光栅型光波导。