[实用新型]一种光栅结构及近眼显示系统

说明书

本实用新型实施例涉及光学技术领域，公开了一种光栅结构，应用于近眼显示系统，该光栅结构包括：基底，以及，具有至少一个光栅周期的二维光栅，该二维光栅设置在所述基底的一表面上，所述二维光栅为像素化结构，每一光栅周期内，该二维光栅包括水平方向上的至少一行二维矩形光栅，以及，垂直方向上的至少一列二维矩形光栅，二维光栅的行数与列数之和至少为三，至少两个所述二维矩形光栅的高度不同，其中，所述光栅结构的衍射级次的效率与所述二维矩形光栅的宽度、高度、镀膜相关，本实用新型实施例提供的光栅结构易于加工、自由度高、均匀性较好，且能够实现更多变的衍射级次分布，实现对衍射级次效率的自由调节。

相关申请的交叉参考

本申请要求于2020年4月16日提交中国专利局，申请号为202010297633.9，发明名称为“一种光栅结构及近眼显示系统”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本实用新型实施例涉及光学技术领域，特别涉及一种光栅结构及近眼显示系统。

背景技术

增强现实是一种将虚拟信息和真实世界相融合的技术，其中近眼显示系统设计是增强现实技术中的关键环节，而对于便携性较佳的小体积的增强现实眼镜，市面上的主要方案是采用光波导作为光线的传输介质，而光波导又分为几何阵列波导、衍射光栅波导和体全息波导，其中，衍射光栅波导由于纳米压印加工的便利性，衍射光栅设计的高自由度，越来越受到重视，衍射光栅的作用如同阵列波导中的薄膜，主要是改变光线的传播方向。

在实现本实用新型实施例过程中，发明人发现以上相关技术中至少存在如下问题：目前，采用二维衍射光栅的光波导方案中，普遍采用六边形排布的圆柱结构或者菱形结构，其结构非常简单，设计自由度低，可以实现的效率调制也很简单，这导致整个衍射波导的均匀性和效率不佳。

实用新型内容

针对现有技术的上述缺陷，本实用新型实施例的目的是提供一种易于加工且均匀性较好的光栅结构及近眼显示系统。

本实用新型实施例的目的是通过如下技术方案实现的：

为解决上述技术问题，第一方面，本实用新型实施例中提供了一种光栅结构，包括：基底，以及，具有至少一个光栅周期的二维光栅，所述二维光栅设置在所述基底的一表面上，

所述二维光栅为像素化结构，每一所述光栅周期内，所述二维光栅包括水平方向上的至少一行二维矩形光栅，以及，垂直方向上的至少一列二维矩形光栅，所述二维光栅的行数与列数之和至少为三，至少两个所述二维矩形光栅的高度不同，其中，所述光栅结构的衍射级次的效率与所述二维矩形光栅的宽度、高度、镀膜相关。

在一些实施例中，每两个相邻的所述二维矩形光栅贴合设置。

在一些实施例中，所述水平方向上的二维矩形光栅的周期尺寸为200-1000nm，所述垂直方向上的二维矩形光栅的周期尺寸为200-1000nm。

在一些实施例中，所述二维矩形光栅的尺寸为10-200nm。

在一些实施例中，所述二维矩形光栅的高度为0-1000nm。

在一些实施例中，所述二维光栅的表面设置有镀膜层。

在一些实施例中，所述光栅结构包括在X方向和Y方向上具有相同周期性变化的二维光栅，各所述二维光栅结构相同。

在一些实施例中，所述光栅结构包括在X方向和Y方向上具有在X方向或Y方向任一方向上具有相同周期性变化且结构相同的二维光栅。

为解决上述技术问题，第二方面，本实用新型实施例中提供了一种近眼显示系统，包括：微投影光机，光波导，以及，如上述第一方面所述的光栅结构，所述光栅结构设于所述光波导的耦入区域和/或耦出区域。