[发明专利]增强现实显示设备、体全息光波导结构及其制备方法

权利要求书

1.一种体全息光波导结构，其特征在于，包括多个耦入光栅、多个耦出光栅和多个光波导，其中，多个所述光波导相对间隔设置，且相邻的两个所述光波导之间填充有折射率低于相邻的两个所述光波导材料的介质；多个所述耦入光栅分别设置在多个所述光波导中，用于将不同颜色的光耦入至所述光波导中；

所述光波导用于使耦入至其中的光产生全内反射；

多个所述耦出光栅分别相对地设置在多个所述光波导中，并与对应的所述耦入光栅设置在同一所述光波导中，用于将对应的所述耦入光栅耦入的光同轴且同向的耦出所述光波导。

2.根据权利要求1所述的体全息光波导结构，其特征在于，所述光波导的数量为两个，分别为第一光波导和第二光波导，所述耦入光栅的数量为三个，分别为第一耦入光栅、第二耦入光栅和第三耦入光栅，与多个所述耦入光栅对应的所述耦出光栅的数量为三个，分别第一耦出光栅、第二耦出光栅和第三耦出光栅，其中，所述第一耦出光栅和所述第二耦出光栅相对的设置在所述第一光波导中，所述第一耦入光栅和所述第二耦入光栅设置在所述第一光波导中，并位于第一耦出光栅和所述第二耦出光栅的两侧，所述第三耦入光栅和所述第三耦出光栅设置在所述第二光波导中。

3.根据权利要求2所述的体全息光波导结构，其特征在于，所述第三耦入光栅与所述第一耦入光栅或所述第二耦入光栅相对设置。

4.根据权利要求2所述的体全息光波导结构，其特征在于，所述体全息光波导结构还包括对应于所述第三耦出光栅的第四耦入光栅，所述第四耦入光栅设置在所述第二光波导中，并与所述第三耦入光栅位于所述第三耦出光栅的两侧，用于将与所述第三耦入光栅耦入的光的颜色相同的光耦入至所述第二光波导中，所述第三耦出光栅用于将所述第四耦入光栅耦入的光与所述第三耦入光栅耦入的光同轴且同向的耦出所述第二光波导。

5.根据权利要求4所述的体全息光波导结构，其特征在于，所述第三耦入光栅与所述第一耦入光栅相对设置，所述第四耦入光栅与所述第二耦入光栅相对设置；或者，所述第三耦入光栅与所述第二耦入光栅相对设置，所述第四耦入光栅与所述第一耦入光栅相对设置。

6.根据权利要求2所述的体全息光波导结构，其特征在于，所述第一耦入光栅、所述第二耦入光栅和所述第三耦入光栅用于将光学三原色中的不同颜色的光耦入至其所在的所述光波导中。

7.一种体全息光波导制备方法，用于制备如权利要求1-6任意一项所述的体全息光波导结构，其特征在于，包括以下步骤：

在所述光波导上涂覆光敏涂层；

分别向所述光敏涂层上与多个所述耦入光栅和多个所述耦出光栅对应的位置发射相互相干的第一相干光和第二相干光；

对所述光敏涂层进行曝光、显影及定影工艺，形成多个所述耦入光栅和多个所述耦出光栅；

其中，对应耦入光栅的所述第一相干光的波长与所述耦入光栅对应的颜色的光的波长相同，入射方向与所述耦入光栅所需使耦入的光产生衍射的衍射方向相同，对应耦出光栅的所述第一相干光的波长与所述耦出光栅对应的所述耦入光栅对应的颜色的光的波长相同，入射方向与所述耦出光栅对应的所述耦入光栅耦入的光入射至所述耦出光栅的入射方向相同，对应所述耦入光栅或所述耦出光栅的所述第二相干光的入射方向与所述耦入光栅或所述耦出光栅垂直。

8.根据权利要求7所述的体全息光波导制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求4所述的体全息光波导结构，向所述第三耦出光栅依次发射两组所述第一相干光和所述第二相干光，一组的所述第一相干光的波长与所述第三耦入光栅对应的颜色的光的波长相同，入射方向与所述第三耦入光栅所需使耦入的光产生衍射的衍射方向相同，另一组的所述第一相干光的波长与所述第四耦入光栅对应的颜色的光的波长相同，入射方向与所述第四耦入光栅所需使耦入的光产生衍射的衍射方向相同，两组的所述第二相干光的入射方向与所述第三耦出光栅垂直。