一种衍射光波导和虚拟现实设备的制作方法

本技术涉及衍射光波导的，尤其涉及一种衍射光波导和虚拟现实设备。

背景技术：

1、衍射光波导是一种基于光波导技术的透明显示器，利用光的衍射原理实现图像的传输和显示。具体地，光波导上具有光栅结构，图像光入射至光波导上其中一个区域的光栅后，经光栅衍射耦合进入波导，并在波导内进行全内反射传输，然后遇到另一区域的光栅将其衍射耦合出波导并进入人眼，最终实现虚拟图像的显示，同时，环境光线也会经光波导进入人眼，从而使得用户不仅可看见虚拟图像，还能看见现实环境的场景。然而，在环境光线经光波导进入人眼时，会存在环境光线与光波导上的光栅结构相互作用，使得环境光线发生衍射形成彩虹纹的问题。进而，导致光波导的显示性能下降，用户体验较差。

技术实现思路

1、本实用新型提供了一种衍射光波导和虚拟现实设备，以解决现有技术存在的缺陷，通过同时调整第一光栅和第二光栅的周期和折射率，使得衍射光波导上的彩虹纹得到了有效减弱，且在一定条件下还能够消除彩虹纹，提升了衍射光波导的显示性能，提高了用户的体验感。

2、第一方面，本实用新型提供了一种衍射光波导，包括：波导基底以及位于波导基底上的光栅结构层，光栅结构层包括耦入区光栅结构、转折区光栅结构和耦出区光栅结构；转折区光栅结构为第一光栅，耦出区光栅结构为第二光栅；

3、第一光栅的周期为d1，第二光栅的周期为d2；第一光栅的折射率为n1，第二光栅的折射率为n2；

4、第一光栅周期d1与第二光栅周期d2的比值范围为：0.28≤d1/d2≤3.57；第一光栅的折射率n1与第二光栅的折射率n2的比值范围为：0.26≤n1/n2≤3.85。

5、可选的，第一光栅周期d1的范围为：140nm≤d1≤500nm，第二光栅周期d2的范围为：140nm≤d2≤500nm；

6、第一光栅的折射率n1的范围为：1.3≤n1≤5，第二光栅的折射率n2的范围为：1.3≤n2≤5。

7、可选的，第一光栅周期d1的范围为：140nm≤d1≤200nm，第二光栅周期d2的范围为：140nm≤d2≤200nm；

8、第一光栅的折射率n1的范围为：2.5≤n1≤5，第二光栅的折射率n2的范围为：2.5≤n2≤5。

9、可选的，第一光栅的厚度为h1，第二光栅的厚度为h2；

10、20nm≤h1≤500nm，20nm≤h2≤500nm。

11、可选的，第一光栅的周期和第二光栅的周期相同，第一光栅的折射率和第二光栅的折射率相同，第一光栅的厚度和第二光栅的厚度相同。

12、可选的，衍射光波导还包括：位于波导基底上整层设置的第一胶层；

13、第一胶层用于形成光栅结构层。

14、可选的，衍射光波导还包括：位于波导基底上分区域设置的第二胶层、第三胶层和第四胶层；

15、第二胶层用于形成耦入区光栅结构；第三胶层用于形成转折区光栅结构；第四胶层用于形成耦出区光栅结构。

16、可选的，波导基底的折射率大于光栅结构层的折射率。

17、可选的，耦入区光栅结构为直光栅、倾斜光栅或闪耀光栅中的一种；转折区光栅结构为直光栅、倾斜光栅或闪耀光栅中的一种；耦出区光栅结构为直光栅、倾斜光栅或闪耀光栅中的一种。

18、第二方面，本实用新型提供了一种虚拟现实设备，包括光机，以及上述的衍射光波导。

19、本实用新型的技术方案，通过波导基底上设置光栅结构层，且光栅结构层包括耦入区光栅结构、转折区光栅结构和耦出区光栅结构，使得光机发出的光线可以在衍射光波导内进行全反射传输，并在到达光栅结构层时发生衍射现象，产生不同的衍射级次，衍射后的光线最终会入射至人眼。同时，外界环境发出的光线同样会入射至衍射光波导，与光栅结构层发生衍射现象后，最终入射至人眼，产生彩虹纹。通过调整第一光栅和第二光栅的周期和折射率，使其满足0.28≤d1/d2≤3.57，0.26≤n1/n2≤3.85，如此实现了对彩虹纹的有效减弱甚至消除，提升了衍射光波导的显示性能，提高了用户的体验感。

20、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

1.一种衍射光波导，其特征在于，包括：波导基底以及位于所述波导基底上的光栅结构层，所述光栅结构层包括耦入区光栅结构、转折区光栅结构和耦出区光栅结构；所述转折区光栅结构为第一光栅，所述耦出区光栅结构为第二光栅；

2.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述第一光栅的厚度为h1，所述第二光栅的厚度为h2；

5.根据权利要求1-4任一项所述的衍射光波导，其特征在于，所述第一光栅的周期和所述第二光栅的周期相同，所述第一光栅的折射率和所述第二光栅的折射率相同，所述第一光栅的厚度和所述第二光栅的厚度相同。

6.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，还包括：位于所述波导基底上整层设置的第一胶层；

7.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，还包括：位于所述波导基底上分区域设置的第二胶层、第三胶层和第四胶层；

8.根据权利要求6或7所述的衍射光波导，其特征在于，所述波导基底的折射率大于所述光栅结构层的折射率。

9.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述耦入区光栅结构为直光栅、倾斜光栅或闪耀光栅中的一种；所述转折区光栅结构为直光栅、倾斜光栅或闪耀光栅中的一种；所述耦出区光栅结构为直光栅、倾斜光栅或闪耀光栅中的一种。

10.一种虚拟现实设备，其特征在于，包括光机，以及如权利要求1-9任一项所述的衍射光波导。