本技術屬于增強現實（ar），具體地，本技術涉及一種衍射光學結構及光學顯示設備。

背景技術：

1、增強現實技術（augmented?reality，ar）作為新興的人機交互方式，在教育、娛樂、工業(yè)等領域展現出巨大的應用潛力。衍射光學結構作為實現ar技術的主流技術方案之一，通過透明基板的全反射作用將圖像無損傳導至佩戴者的眼中，實現真實世界與虛擬圖像的疊加與融合。在衍射光學結構中，光柵起著至關重要的作用，用于控制光線的耦合、傳播和耦出過程。傳統(tǒng)的一維光柵通過調節(jié)線寬、深度、側壁角度等參數來調制光柵的衍射效率，但受限于現有工藝的難度和成熟度，這種調制方式往往成本較高且效果有限，難以滿足衍射光學結構對整體效率和均勻性的高要求。

技術實現思路

1、本技術的目的在于提供一種衍射光學結構及光學顯示設備的技術方案。

2、根據本技術的第一方面，本技術提供了一種衍射光學結構，所述衍射光學結構包括基底及設置在所述基底上的光柵結構，所述光柵結構包括沿第一方向及第二方向周期性平鋪排列在所述基底表面的多個光柵單元；

3、所述光柵結構具有第一光柵調制方向及第二光柵調制方向，所述第一光柵調制方向與所述第一方向垂直，且所述第一光柵調制方向上的光柵調制量為△e，△e=1/（p3*sin θ），其中，p3為所述光柵結構在所述第二方向上的周期， θ為所述第一方向與所述第二方向的夾角；

4、入射至所述光柵結構的光線僅在所述第一光柵調制方向上產生衍射行為，在所述第二光柵調制方向上不產生衍射行為。

5、可選地，所述光柵結構在所述第一方向上的周期為p2，且p2＜p3。

6、可選地，所述第一方向與所述第二方向的夾角 θ為，0＜ θ≤90°。

7、可選地，所述衍射光學結構包括耦入光柵、耦出光柵及轉折光柵；

8、所述耦入光柵、所述耦出光柵及所述轉折光柵中的至少一個的至少部分區(qū)域包括所述光柵結構。

9、可選地，所述轉折光柵的至少部分區(qū)域為所述光柵結構；或，

10、所述耦入光柵及所述轉折光柵為所述光柵結構；或，

11、所述耦入光柵、所述耦出光柵的部分區(qū)域及所述轉折光柵為所述光柵結構。

12、可選地，所述光柵結構在所述第一方向上的周期p2＜300nm，光線在經過所述光柵結構的衍射后僅在所述第一光柵調制方向上產生1級衍射行為，而在所述第二光柵調制方向上不產生衍射行為。

13、可選地，所述耦入光柵采用所述光柵結構，當所述光柵結構滿足以下條件時，使得入射fov內的至少部分方向的光線在經過所述光柵結構調制后，在所述第二光柵調制方向上不產生衍射行為；

14、

15、其中，為所述光柵結構的fov內的任意點的光柵調制量；

16、n2為所述基底的折射率；

17、為所述第二光柵調制方向。

18、可選地，所述耦入光柵采用所述光柵結構，當所述光柵結構滿足以下條件時，使得入射fov內的至少部分方向的光線在經過所述光柵結構調制后，僅在所述第一光柵調制方向上產生1級衍射；

19、

20、其中，為所述光柵結構的fov內的任意點的光柵調制量；

21、n2為所述基底的折射率；

22、為所述第一光柵調制方向；

23、為所述第二光柵調制方向。

24、可選地，所述轉折光柵或所述耦出光柵采用所述光柵結構，當所述光柵結構滿足以下條件時，使得入射fov內的或至少部分方向的光線在經過所述光柵結構調制后，在所述第二光柵調制方向上不產生衍射行為；

25、

26、其中，為所述光柵結構的fov內的任意點的光柵調制量；

27、為所述耦入光柵的光柵調制量；

28、n2為所述基底的折射率；

29、為所述第二光柵調制方向。

30、可選地，所述轉折光柵或所述耦出光柵采用所述光柵結構，當所述光柵結構滿足以下條件時，使得入射fov內的至少部分方向的光線在經過所述光柵結構調制后，僅在所述第一光柵調制方向上產生1級衍射；

31、

32、其中，為所述光柵結構的fov內的任意點的光柵調制量；

33、為所述耦入光柵的光柵調制量；

34、n2為所述基底的折射率；

35、為所述第一光柵調制方向；

36、為所述第二光柵調制方向。

37、可選地，所述耦出光柵采用所述光柵結構，當所述光柵結構滿足以下條件中的至少一者時，使得入射fov內的至少部分方向的光線在經過所述光柵結構調制后，在所述第二光柵調制方向上不產生衍射行為；

38、

39、其中，為所述光柵結構的fov內的任意點的光柵調制量；

40、為所述耦入光柵的光柵調制量；

41、為所述轉折光柵的光柵調制量；

42、為所述耦出光柵的光柵調制量；

43、n2為所述基底的折射率；

44、為所述第一光柵調制方向；

45、為所述第二光柵調制方向。

46、可選地，所述耦出光柵采用所述光柵結構，當所述光柵結構滿足以下條件中的至少一者時，使得入射fov范圍內的至少部分方向的光線，在經過所述光柵結構調制后，僅在所述第一光柵調制方向上產生1級衍射；

47、

48、其中，為所述光柵結構的fov內的任意點的光柵調制量；

49、為所述耦入光柵的光柵調制量；

50、為所述轉折光柵的光柵調制量；

51、為所述耦出光柵的光柵調制量；

52、n2為所述基底的折射率；

53、為所述第一光柵調制方向；

54、為所述第二光柵調制方向。

55、可選地，所述光柵單元為設置在所述基底表面上的柱狀結構，所述光柵單元在所述第一方向上的線寬占比為dc，0＜dc＜1。

56、可選地，所述光柵單元為設置在所述基底表面上的孔狀結構，所述光柵單元在所述第一方向上的線寬占比為dc，0＜dc＜1。

57、可選地，所述光柵單元包括一個或多個子光柵。

58、可選地，所述衍射光學結構為光波導器件。

59、根據本技術的第二方面，本技術實施例提供了一種光學顯示設備，所述光學顯示設備包括：

60、圖像源；及

61、如第一方面所述的衍射光學結構。

62、本技術實施例的一個有益效果在于：

63、本技術針對現有衍射光學技術中一維光柵調制效率低、工藝成本高且難以全面優(yōu)化整體效率和均勻性的難題，創(chuàng)新性地提出了特殊設計的光柵結構，本技術中的光柵結構設計在保持一維光柵衍射模式不變的基礎上，摒棄了對光柵深度或側壁角度的復雜調制需求，轉而依托現有的低成本、成熟量產工藝，通過對二維光柵在一個維度上的關鍵參數的靈活調整，實現了光柵衍射效率在較廣范圍內的自由調制。本技術提供的技術方案極大地提升了衍射光學結構的整體光學效率和均勻性，包括亮度、色彩及眼盒均勻性，為增強現實顯示技術提供了更為優(yōu)質的光學設計方案。

64、通過以下參照附圖對本技術的示例性實施例的詳細描述，本技術的其它特征及其優(yōu)點將會變得清楚。