光学结构和光学装置的制作方法

技术特征：
1.一种光学结构，其特征在于，包括：波导体；第一耦出光栅，设置于所述波导体；第二耦出光栅，设置于所述波导体；以及第三耦出光栅，设置于所述波导体，所述第三耦出光栅位于所述第一耦出光栅和所述第二耦出光栅之间；所述第一耦出光栅为具有多个第一栅格的二维光栅，所述第一栅格为非对称形状，使得所述第一耦出光栅在第一方向传播的光线效率高于所述第一耦出光栅在第二方向传播的光线效率；其中，所述第一方向为所述第一耦出光栅朝向所述第二耦出光栅的方向，所述第一方向和所述第二方向相反。2.根据权利要求1所述的光学结构，其特征在于，所述光学结构还包括耦入光栅，所述耦入光栅设置于所述第一耦出光栅、第二耦出光栅及第三耦出光栅的同一侧，且所述耦入光栅和所述第三耦出光栅并排排列；所述第一栅格包括四个顶点，能够形成第一对角线和第二对角线，所述第一对角线的长度大于所述第二对角线的长度，且所述第一对角线与所述第三耦出光栅在第三方向的夹角为锐角，所述第二对角线与所述第三耦出光栅在所述第三方向的夹角为钝角；其中，所述第三方向为所述第三耦出光栅朝向所述耦入光栅的方向。3.根据权利要求1所述的光学结构，其特征在于，所述光学结构还包括耦入光栅，所述耦入光栅设置于所述第一耦出光栅、第二耦出光栅及第三耦出光栅的同一侧，且所述耦入光栅和所述第三耦出光栅并排排列；所述第一栅格包括至少五个顶点，所述第一栅格的顶点包括靠近所述第三耦出光栅的两个顶点以及远离所述第三耦出光栅的两个顶点，靠近所述第三耦出光栅的两个顶点以及远离所述第三耦出光栅的两个顶点能够形成第三对角线和第四对角线，所述第三对角线的长度大于所述第四对角线的长度，且所述第三对角线与所述第三耦出光栅在第四方向的夹角为锐角，所述第四对角线与所述第三耦出光栅在所述第四方向的夹角为钝角；其中，所述第四方向为所述第三耦出光栅朝向所述耦入光栅的方向。4.根据权利要求1所述的光学结构，其特征在于，所述光学结构还包括耦入光栅，所述耦入光栅设置于所述第一耦出光栅、第二耦出光栅及第三耦出光栅的同一侧，且所述耦入光栅和所述第三耦出光栅并排排列；所述第一栅格包括三个顶点，具有第一顶点连接边、第二顶点连接边以及第三顶点连接边，所述第一顶点连接边靠近所述第三耦出光栅，所述第二顶点连接边远离所述第三耦出光栅，所述第一顶点连接边的长度大于所述第二顶点连接边的长度，且所述第一顶点连接边与所述第三耦出光栅在第五方向的夹角为锐角，所述第二顶点连接边与所述第三耦出光栅在所述第五方向的夹角为钝角；其中，所述第五方向为所述第三耦出光栅朝向所述耦入光栅的方向。5.根据权利要求2
‑
4任一项所述的光学结构，其特征在于，所述第一耦出光栅具有多组栅格组，每一组栅格组包括多个所述第一栅格，且每一组栅格组中的各个第一栅格与其相邻的第一栅格相交，各组栅格组相互间隔。
6.根据权利要求5所述的光学结构，各组栅格组相互平行。7.根据权利要求5所述的光学结构，其特征在于，每一组栅格组中的各个第一栅格沿第六方向排布，所述第六方向为第七方向沿顺时针方向旋转30度的方向，其中所述第七方向为所述第三耦出光栅朝向所述耦入光栅的方向。8.根据权利要求1
‑
4任一项所述的光学结构，其特征在于，所述第二耦出光栅和所述第一耦出光栅相对于所述第三耦出光栅轴对称设置，所述第二耦出光栅为具有多个第二栅格的二维光栅，所述第二耦出光栅中的所有第二栅格与所述第一耦出光栅中的所有第一栅格的形状相同、以及排布相同。9.根据权利要求1
‑
4任一项所述的光学结构，其特征在于，所述第三耦出光栅包括至少两个子耦出光栅，相邻两个子耦出光栅的交界处位于所述光学结构的眼盒内，远离所述耦入光栅的子耦出光栅的衍射效率大于靠近所述耦入光栅的子耦出光栅的衍射效率。10.根据权利要求9所述的光学结构，其特征在于，所述第三耦出光栅包括至少三个子耦出光栅，所述至少三个子耦出光栅包括一部分位于所述眼盒一侧的第一子耦出光栅、一部分位于所述眼盒另一侧的第二子耦出光栅以及完全位于所述眼盒内的至少一个子耦出光栅；所述第一子耦出光栅沿所有子耦出光栅排布方向的长度大于位于所述眼盒内至少一个子耦出光栅沿所有子耦出光栅排布方向的长度之和；所述第二子耦出光栅的沿所有子耦出光栅排布方向的长度大于位于所述眼盒内的至少一个子耦出光栅沿所有子耦出光栅排布方向的长度之和。11.根据权利要求9所述的光学结构，其特征在于，所述第一耦出光栅包括至少两个子耦出光栅，所述第一耦出光栅的子耦出光栅的个数与所述第三耦出光栅的子耦出光栅的个数相同，且所述第一耦出光栅中相邻两个子耦出光栅的交界处位于所述光学结构的眼盒内，所述第一耦出光栅中远离所述耦入光栅的子耦出光栅的衍射效率大于靠近所述耦入光栅的子耦出光栅的衍射效率；所述第二耦出光栅包括至少两个子耦出光栅，所述第二耦出光栅的子耦出光栅的个数与所述第三耦出光栅的子耦出光栅的个数相同，且所述第二耦出光栅中相邻两个子耦出光栅的交界处位于所述光学结构的眼盒内，所述第二耦出光栅中远离所述耦入光栅的子耦出光栅的衍射效率大于靠近所述耦入光栅的子耦出光栅的衍射效率。12.根据权利要求2
‑
4任一项所述的光学结构，其特征在于，所述第三耦出光栅为具有多个第三栅格的二维光栅，所述第三栅格为对称形状；所述第一耦出光栅、第二耦出光栅和第三耦出光栅均为二维光栅，且三者的光栅周期相等，所述第一耦出光栅、第二耦出光栅和第三耦出光栅任一者与所述波导体的折射率为1.5
‑
3；所述耦入光栅的光栅周期是所述第一耦出光栅在与所述第一方向相互垂直方向光栅周期的二分之一。13.一种光学结构，其特征在于，包括：波导体；第一耦出光栅，设置于所述波导体；第二耦出光栅，设置于所述波导体；
第三耦出光栅，设置于所述波导体，所述第三耦出光栅位于所述第一耦出光栅和所述第二耦出光栅之间；以及耦入光栅，设置于所述第一耦出光栅、第二耦出光栅及第三耦出光栅的同一侧，且所述耦入光栅和所述第三耦出光栅并排排列；其中，所述第三耦出光栅包括至少两个子耦出光栅，相邻两个子耦出光栅的交界处位于所述光学结构的眼盒内，远离所述耦入光栅的子耦出光栅的衍射效率大于靠近所述耦入光栅的子耦出光栅的衍射效率。14.根据权利要求13所述的光学结构，其特征在于，所有子耦出光栅的至少一部分位于眼盒内。15.根据权利要求14所述的光学结构，其特征在于，所述第三耦出光栅包括至少三个子耦出光栅，所述至少三个子耦出光栅包括一部分位于所述眼盒一侧的第一子耦出光栅、一部分位于所述眼盒另一侧的第二子耦出光栅以及完全位于所述眼盒内的至少一个子耦出光栅；所述第一子耦出光栅的沿所有子耦出光栅排布方向的长度大于位于所述眼盒内的至少一个子耦出光栅沿所有子耦出光栅排布方向的长度之和；所述第二子耦出光栅的沿所有子耦出光栅排布方向的长度大于位于所述眼盒内的至少一个子耦出光栅沿所有子耦出光栅排布方向的长度之和。16.根据权利要求15所述的光学结构，其特征在于，完全位于所述眼盒内的子耦出光栅为一个、两个或三个中的任一者，从最靠近所述耦入光栅的一个子耦出光栅至最远离所述耦入光栅的一个子耦出光栅的方向所有子耦出光栅的衍射效率等比例增加。17.根据权利要求15所述的光学结构，其特征在于，所述第一子耦出光栅和所述第二子耦出光栅相对于完全位于所述眼盒内的子耦出光栅对称设置。18.根据权利要求15所述的光学结构，其特征在于，所述第一子耦出光栅或所述第二子耦出光栅沿所有子耦出光栅排布方向的长度与所有子耦出光栅的长度比例为p1，完全位于所述眼盒内的所有子耦出光栅沿所有子耦出光栅排布方向的长度与所有子耦出光栅的长度比例为p2；其中，p1大于或等于30％、且p1小于或等于45％，p2大于或等于10％、且p2小于30％。19.根据权利要求13
‑
18任一项所述的光学结构，其特征在于，所述第一耦出光栅包括至少两个子耦出光栅，所述第一耦出光栅的子耦出光栅的个数与所述第三耦出光栅的子耦出光栅的个数相同，且所述第一耦出光栅中相邻两个子耦出光栅的交界处位于所述光学结构的眼盒内，所述第一耦出光栅中远离所述耦入光栅的子耦出光栅的衍射效率大于靠近所述耦入光栅的子耦出光栅的衍射效率；所述第二耦出光栅包括至少两个子耦出光栅，所述第二耦出光栅的子耦出光栅的个数与所述第三耦出光栅的子耦出光栅的个数相同，且所述第二耦出光栅中相邻两个子耦出光栅的交界处位于所述光学结构的眼盒内，所述第二耦出光栅中远离所述耦入光栅的子耦出光栅的衍射效率大于靠近所述耦入光栅的子耦出光栅的衍射效率。20.根据权利要求13
‑
18任一项所述的光学结构，其特征在于，所述第三耦出光栅为二维光栅，所述耦入光栅为一维光栅，所述第三耦出光栅在沿所述第三耦出光栅所有子耦出光栅排布方向的光栅周期是所述耦入光栅的光栅周期的两倍，所述第一耦出光栅和所述第
二耦出光栅均为一维光栅，或者所述第一耦出光栅和所述第二耦出光栅均为二维光栅；所述第一耦出光栅、第二耦出光栅、第三耦出光栅和耦入光栅任一者与所述波导体的折射率为1.5
‑
3；当所述第一耦出光栅和所述第二耦出光栅为一维光栅时，所述第一耦出光栅、第二耦出光栅和耦入光栅三者的周期相等；当所述第一耦出光栅和所述第二耦出光栅为二维光栅时，所述第一耦出光栅、所述第二耦出光栅和所述第三耦出光栅的周期相等。21.一种光学装置，其特征在于，其包括：投影光器，所述投影光器被配置为提供增强现实或虚拟现实图像；和如权利要求1
‑
20任一项所述的光学结构。

技术总结
本申请实施例提供一种光学结构和光学装置，其中光学结构包括：波导体；第一耦出光栅，设置于所述波导体；第二耦出光栅，设置于所述波导体；以及第三耦出光栅，设置于所述波导体，所述第三耦出光栅位于所述第一耦出光栅和所述第二耦出光栅之间；所述第一耦出光栅为具有多个第一栅格的二维光栅，所述第一栅格为非对称形状，使得所述第一耦出光栅在第一方向传播的光线效率高于所述第一耦出光栅在第二方向传播的光线效率；其中，所述第一方向为所述第一耦出光栅朝向所述第二耦出光栅的方向，所述第一方向和所述第二方向相反。本申请实施例可以提高边缘视场的出瞳均匀性。以提高边缘视场的出瞳均匀性。以提高边缘视场的出瞳均匀性。


技术研发人员：蒋楚豪
受保护的技术使用者：OPPO广东移动通信有限公司
技术研发日：2021.07.30
技术公布日：2021/10/11