[发明专利]一种衍射光波导及其制备方法

说明书

本发明涉及一种衍射光波导及其制备方法，衍射光波导，包括：基层(11)，在所述基层(11)的至少一侧设置的低折射率层(12)和设置在所述低折射率层(12)上的高折射率层(13)；所述低折射率层(12)设置有低折射率的第一光栅结构(121)，所述高折射率层(13)设置有高折射率的第二光栅结构(131)；所述第一光栅结构(121)与所述第二光栅结构(131)互补的紧密嵌合设置；所述基层(11)的折射率与所述低折射率层(12)的折射率相同。本方案优化了衍射光波导的结构和加工工艺，有效降低光波导的厚度和重量，同时提升光波导的耐用性和可靠性。

技术领域

本发明涉及一种衍射光波导及其制备方法，尤其涉及一种用于增强现实眼镜的衍射光波导及其制备方法。

背景技术

在增强现实眼镜产品中，衍射光波导是最重要的光学显示元件之一。目前衍射光波导主要有两种：表面浮雕光栅衍射光波导和全息衍射光波导两种。表面浮雕光栅光波导通过在高折射率玻璃基底的表面加工出微纳米尺度的光栅结构实现；全息衍射光波导也是在高折射率基底表面加工出折射率渐变的图层，因此这两种衍射光波导在完成波导片的组合时，都需要考虑增加单独的玻璃盖板或者结构层面对面组合，以实现对衍射光波导表面结构层的保护。同时在组合过程中，需要在光波导之间增加空气间隔层，防止结构层与其他结构面或玻璃表面的接触。

现有的衍射光波导实现方式，增加了光波导的厚度、重量，同时因为空气间隔层的存在，降低了对环境的适应能力，例如：在冬季间隙中容易凝结水雾，AR眼镜在使用过程中，如果对镜片进行清洁，容易按压导致波导片的空气间隔层，对光学性能产生影响等。且上述的衍射光波导方案需要在加工完成单色的光波导后，进行衍射光波导的组合，工艺复杂性增大，导致成本大幅升高。这些缺点不利于增强现实眼镜产品大规模的推广和作为消费级电子产品的广泛应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种衍射光波导及其制备方法，简化衍射光波导的结构。

为实现上述发明目的，本发明提供一种衍射光波导，包括：基层，在所述基层的至少一侧设置的低折射率层和设置在所述低折射率层上的高折射率层；

所述低折射率层设置有低折射率的第一光栅结构，所述高折射率层设置有高折射率的第二光栅结构；

所述第一光栅结构与所述第二光栅结构互补的紧密嵌合设置；

所述基层的折射率与所述低折射率层的折射率相同。

根据本发明的一个方面，所述低折射率层的折射率为n1，所述高折射率层的折射率为n2，其满足：n2-n1≥0.3。

根据本发明的一个方面，所述高折射率层用于传导光线，以及所述第二光栅结构用于光线在所述衍射光波导上的耦入和耦出。

根据本发明的一个方面，所述基层为塑料薄膜层；

所述低折射率层为低折射率胶水层；

所述高折射率层为高折射率胶水层。

根据本发明的一个方面，所述基层的材料为光学级透明塑料薄膜；

所述低折射率层的材料为紫外光线照射固化型或者加热固化型的光学级透明胶水；

所述高折射率层的材料为紫外光线照射固化型或者加热固化型的光学级透明胶水。

根据本发明的一个方面，所述低折射率层采用压印成型；

所述高折射率层采用压印或注塑成型。

根据本发明的一个方面，所述第一光栅结构包括多个呈条状体或柱状体的光栅单元；

多个所述光栅单元呈均匀或渐变排布。