提高光能耦入效率的光栅波导显示装置及近眼显示设备的制作方法

技术特征：
1.一种提高光能耦入效率的光栅波导显示装置，其特征在于，包括：波导基片(100)、透射型共振波导光栅(110)和1/4波片(120)；其中，所述透射型共振波导光栅(110)作为入射光栅，设置在所述波导基片(100)表面；所述1/4波片(120)镶嵌在所述波导基片(100)内，该1/4波片(120)的上下表面分别平行于所述波导基片(100)的上下平面；所述1/4波片(120)的光轴方向平行于该1/4波片的上下表面以及所述波导基片(100)的上下平面并与入射偏振光的电场方向成45
°
角。所述1/4波片(120)处于所述透射型共振波导光栅(110)的正下方，该1/4波片(120)在垂直方向的投影范围处于所述透射型共振波导光栅(110)在垂直方向的投影范围内。2.根据权利要求1所述的提高光能耦入效率的光栅波导显示装置，其特征在于，所述波导基片(100)由从下至上依次叠放设置的波导基底(20)、高折射率层(22)、低折射率层(24)和光栅层(26)组成；其中，所述光栅层(26)的光栅周期、高度和占空比和所述高折射率层(22)的厚度以及所述低折射率层(24)的厚度的取值，满足使所述共振波导光栅对一定波长和入射角度的光产生共振模式；所述高折射率层(22)和低折射率层(24)的厚度满足相位匹配。3.根据权利要求2所述的提高光能耦入效率的光栅波导显示装置，其特征在于，所述光栅层(26)的光栅周期为低于入射光在真空中的波长发亚波长、高度为40～200nm和占空比为30％～70％；所述高折射率层(22)的折射率为2.0～4.0，厚度为30～300纳米；所述低折射率层(24)的折射率为1.0～1.5，厚度为30～200纳米。4.根据权利要求3所述的提高光能耦入效率的光栅波导显示装置，其特征在于，所述光栅层(26)的光栅周期为300～600nm。5.根据权利要求1至4任一项所述的提高光能耦入效率的光栅波导显示装置，其特征在于，所述1/4波片(120)的厚度满足入射光经过所述1/4波片(120)后o光与e光之间产生π/2的位相差；即(n
o-n
e
)
×
d
÷
cosθ＝
±
λ/4；其中，n
o
、n
e
分别为o光与e光的折射率；d为1/4波片的厚度；θ为光线与1/4波片表面法线之间的夹角；λ为入射到1/4波片表面的光波长。6.根据权利要求1至4任一项所述的提高光能耦入效率的光栅波导显示装置，其特征在于，所述1/4波片(120)在垂直方向的投影范围与所述透射型共振波导光栅(110)在垂直方向的投影范围重合。7.一种近眼显示设备，包括光栅波导显示装置，其特征在于，所述光栅波导显示装置采用权利要求1至6任一项所述的提高光能耦入效率的光栅波导显示装置。

技术总结
本发明公开了一种提高光能耦入效率的光栅波导显示装置及近眼显示设备，显示装置包括：波导基片、透射型共振波导光栅和1/4波片；其中，透射型共振波导光栅作为入射光栅，设置在波导基片表面；1/4波片镶嵌在波导基片内，该1/4波片的上下表面平行于波导基片的上下平面，1/4波片的光轴方向平行于波片的上下表面以及所述波导基片的上下平面，并且1/4波片的光轴方向与入射偏振光的电场方向成45


技术研发人员：史晓刚 沈鸿 王丙杰
受保护的技术使用者：北京枭龙科技有限公司
技术研发日：2022.01.26
技术公布日：2022/4/29