CN115047565B - 一种衍射光波导以及具有其的显示设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种衍射光波导，其包括形成在波导基板上的光栅结构，该光栅结构包括沿一平面布置成阵列的多个光学单元结构，光学单元结构在平行于所述平面的第一方向上具有第一端和第二端，两端之间沿第一方向的距离为光学单元结构的长度L，在沿第一方向的预定区段上具有垂直于第一方向的最大宽度W，0.3L≤W≤0.7L，且在第一方向上所述预定区段的中心位置与第一端相距预定距离d，d<0.5L；并且从预定区段向两端宽度逐渐减小，使光学单元结构横截面的形心更加靠近所述第一端。这样的衍射光波导能够具有易于加工且耦出效率高、均匀性好的优点。

Description

一种衍射光波导以及具有其的显示设备
技术领域
本发明涉及基于衍射的显示技术，特别是衍射光波导以及具有衍射光波导的显示设备。
背景技术
基于衍射的显示技术近年来发展迅速，其可应用在近眼显示装置、头戴式显示装置和平视显示装置等显示装置中。衍射光波导是可以用于衍射显示技术的一种重要光学器件。一种可用于显示的衍射光波导在波导基底上设置有耦入光栅和耦出光栅；耦入光栅将载有图像信息的入射光耦入波导基底中；耦出光栅一边对载有图像信息的光进行传播和扩展，一边将光从波导基底中耦出，形成耦出光场。眼睛接收耦出光场的光，从而可以例如观察到入射光所载图像。
衍射光波导的耦出光栅可以采用二维光栅结构，二维光栅结构中光学单元结构通常采用横截面为圆形、矩形、菱形结构，光耦入这样的耦出光栅时会出现中间亮线，同时会导致两侧分光能量降低，不利于光能向两侧扩展，影响波导出光均匀性。
为了改善亮度和均匀性，人们提出了一种单元结构横截面为改进的平行四边形的二维耦出光栅。如图1的单元结构设计图所示，该改进的平行四边形的左右两端形成锐角顶角，中间形成上下各两个顶角，这两个顶角之间形成一个小的缺口，此外两侧四条长边两两平行，中间四条短边两两平行。具有改进的平行四边形的光学单元结构的耦出光栅具有减弱耦出光场的中间亮条纹的作用，显著改善耦出光场的不同视场之间的均匀性。
然而，光学单元结构本身尺寸为波长量级，上述改进的平行四边形中的多个顶角以及缺口尺寸更小，加工精度不能保证，所以在加工量产方面存在很大困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于衍射显示的衍射光波导及包括该衍射光波导的显示设备，以至少部分地克服了现有技术中的不足。
根据本发明的一个方面，提供了一种衍射光波导，其包括波导基板和形成在所述波导基板上的光栅结构，所述光栅结构包括沿一平面布置成阵列的多个光学单元结构，所述光学单元结构为形成在所述波导基板上的凹孔结构或凸起结构，所述光学单元结构在平行于所述平面的第一方向上具有第一端和第二端，所述第一端与所述第二端之间沿所述第一方向的距离为所述光学单元结构的长度L，其中，所述光学单元结构在沿所述第一方向的预定区段上具有垂直于所述第一方向的最大宽度W，0.3L≤W≤0.7L；且在所述第一方向上，所述预定区段的中心位置与所述第一端相距预定距离d，d<0.5L，并且从所述预定区段向所述第一端，以及从所述预定区段向所述第二端，所述光学单元结构在垂直于所述第一方向上的宽度逐渐减小，使得相对于所述第二端，所述光学单元结构的平行于所述平面的横截面的形心更加靠近所述第一端。
有利地，所述光栅结构构造为耦出光栅，所述耦出光栅将在所述波导基板内沿所述耦入方向传播进入其中的光的至少一部分通过衍射从所述波导基板中耦出，所述耦入方向与所述第一方向基本上平行。
有利地，所述光学单元结构的所述第一端沿所述耦入方向位于上游，所述第二端沿所述耦入方向位于下游。
有利地，所述预定距离d满足d≤0.4L。
有利地，所述预定区段在所述第一方向上的长度l满足0≤l≤0.7L。
有利地，所述光学单元结构为形成在所述波导基板上的凹孔结构。
有利地，所述第一端具有垂直于所述第一方向的第一宽度w1，0≤w1≤W；所述第二端具有垂直于所述第一方向的第二宽度w2，0≤w2≤0.7W。
有利地，所述光学单元结构的所述长度L和所述最大宽度W满足：0.3L≤W≤0.7L。
有利地，所述光学单元结构在所述预定区段与所述第一端之间具有第一圆弧形轮廓，所述第一圆弧形轮廓呈向外隆起的圆弧形状。
有利地，所述光学单元结构在所述预定区段与所述第二端之间具有第二圆弧形轮廓，所述第二圆弧形轮廓呈向外隆起的圆弧形状。
所述光学单元结构可以具有基本上平行于所述第一方向的对称轴。
在一些实施例中，所述第一端具有顶点、直边或内凹边的形式；并且/或者所述第二端具有顶点、直边或内凹边的形式。
在一些实施例中，所述光学单元结构具有连接于所述第一端和所述第二端之间的侧壁，所述侧壁上形成有局部的凹陷或凸起。
有利地，所述阵列包括由所述多个光学单元结构排列形成的垂直于所述第一方向的多个行，所述多个行在所述第一方向上以预定间隔排列，所述光学单元结构在所述行中以周期P排列，并且所述多个行中相邻的两行中的所述光学单元结构在垂直于所述第一方向的方向上具有错位s＝P/n，其中1<n≤5，优选地n＝2。
根据本发明的另一个方面，提供了一种显示设备，该显示设备包括如上所述的衍射光波导。
在一些实施例中，所述显示设备为近眼显示设备，并且包括镜片和用于将镜片保持为靠近眼睛的框架，所述镜片包括所述衍射光波导。
在一些实施例中，所述显示设备为增强现实显示设备或虚拟现实显示设备。
根据本发明实施例，光学单元结构的形状具有更自由的特征，无须形成一定角度的顶角，不限于形成直边，也没有对应的边彼此平行的限制。这样的光学单元结构所构成的光栅结构以及相应地获得的衍射光波导能够具有易于加工且耦出效率高、均匀性好的优点。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为现有技术的衍射光波导中的用于二维光栅的光学单元结构的设计图，其中光学单元结构具有改进的平行四边形形状；
图2为根据本发明实施例的衍射光波导的一个示例的示意图；
图3为图2中所示光学单元结构的放大示意图；
图4示出了由图3所示光学单元结构排列形成的阵列的局部放大示意图；
图5示意性地示出了可用于根据本发明实施例的衍射光波导的光学单元结构的横截面的不同变型；
图6为根据本发明实施例的衍射光波导的另一示例的示意图；
图7示出了具有不同光学单元结构的光栅结构；及
图8为图7所示光栅结构的仿真计算得到的视场角范围内的光强分布图；
图9示出了具有不同长宽比的光学单元结构及其构成的光栅结构；
图10示出了预定区段与第一端相距不同距离的光学单元结构及其构成的光栅结构；
图11示出了预定区域具有不同长度的光学单元结构及其构成的光栅结构；以及
图12示出了第二端具有不同宽度的光学单元结构及其构成的光栅结构。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面参照附图介绍根据本发明实施例的衍射光波导。
图2为根据本发明实施例的衍射光波导的一个示例的示意图。如图2所示，衍射光波导100包括波导基板100a和形成在波导基板100a上的光栅结构1。在图2所示示例中，光栅结构1构造为耦出光栅110，耦出光栅110用于将在波导基板100a内沿耦入方向传播进入耦出光栅110的光的至少一部分通过衍射从波导基板100a中耦出。衍射光波导100还可以包括耦入光栅120。上述耦入方向即为光从耦入光栅120向耦出光栅110传播的方向，在图2所示示例中耦入方向为x方向。
优选地，光学单元结构10的第一端11沿耦入方向(图2所示x方向)位于上游，第二端12沿耦入方向位于下游。下文中将通过数据例说明光学单元结构的此种定向方式的优势。
参照图2，光栅结构1包括沿一波导基板100a的平面x-y布置成阵列的多个光学单元结构10。光学单元结构10可以为形成在波导基板100a上的凹孔结构或凸起结构。优选地，光学单元结构10为形成在波导基板上的凹孔结构。
图3为图2中所示光学单元结构10的放大示意图。如图3所示，光学单元结构10在x方向上具有第一端11和第二端12，第一端11与第二端12之间沿x方向的距离为光学单元结构10的长度L；光学单元结构10沿x方向具有一预定区段13(见图3)，在该预定区段13上光学单元结构10具有垂直于x方向(即沿着图示y方向)的最大宽度W，0.3L≤W≤0.7L；并且从预定区段13向第一端11，以及从预定区段13向第二端12，光学单元结构10在y方向上的宽度逐渐减小。根据本发明实施例，预定区段13的中心位置13a与第一端11在x方向上相距预定距离d，并且d<0.5L，使得相对于所述第二端，所述光学单元结构的平行于所述平面的横截面的形心更加靠近所述第一端。
根据本发明实施例，光学单元结构10的形状具有更自由的特征，无须形成一定角度的顶角，不限于形成直边，也没有对应的边彼此平行的限制。这样的光学单元结构10所构成的光栅结构1易于加工，而且具有优异的衍射特性，这在下文的数据例中将更加详细地说明。
继续参照图3，光学单元结构10中，预定距离d满足d≤0.4L。
优选地，预定区段13在x方向上的长度l满足0≤l≤0.7L。
如图3所示，第一端11具有沿y方向的第一宽度w1，第二端12具有沿y方向的第二宽度w2。优选地，第一宽度w1和第二宽度w2满足：0≤w1≤W；0≤w2≤0.7W。
此外，还优选光学单元结构10在两端具有圆弧形结构。具体而言，光学单元结构10优选在预定区段13与第一端11之间以及在预定区段13与第二端12之间均具有向外隆起的圆弧轮廓。光学单元结构10的两端具有圆弧轮廓的结构，一方面，便于加工，加工得到的形状相对于设计的形状复现度很高，另一方面，根据优化计算，这样的光学单元结构10构成的光栅具有优异的衍射特性，能够实现良好的耦出光场亮度和均匀性。
在图3所示示例中，光学单元结构10具有轴对称结构，其对称轴平行于x方向。然而，根据本发明实施例，光学单元结构并不限于具有对称结构，也可以是例如在x方向上是不对称的。
图4示出了由光学单元结构10排列形成的阵列/光栅结构1的局部放大示意图。如图4所示，阵列包括由多个光学单元结构10排列形成的垂直于x方向(即沿y方向)的多个行，多个行在x方向上以预定间隔D排列，光学单元结构10在每个行中以周期P排列，并且多个行中相邻的两行中的光学单元结构10在y方向上具有错位s＝P/n，其中1<n≤5。这里，n可以为整数，也可以为非整数。当n为2时，该阵列形成的光栅结构1具有在y方向上对称的特点，能够提供在y方向的两侧上对称、均匀的衍射特性和效果。
图5示意性地示出了可用于根据本发明实施例的衍射光波导的光学单元结构的横截面的不同变型。
在图5的图形(a)所示示例中，光学单元结构10A的第二端12A具有直边形式，不同于图3所示第二端12具有圆弧顶点的形式。在图5的图形(b)所示示例中，光学单元结构10B的第二端12B具有内凹边的形式。图5中所示光学单元结构的第一端11都具有直边形式。尽管没有示出，但是根据本发明实施例，光学单元结构的第一端11也可以具有顶点形式或者内凹边的形式。
在图5的图形(c)所示示例中，光学单元结构10C的连接在第一端11和第二端12之间的侧壁14上形成有局部的凸起14a。尽管未示出，但是在其它示例中，侧壁14上也可以形成有局部的凹陷。
此外，在本发明实施例的其它示例中，光学单元结构的侧壁14可以包括多个直边形成的锯齿化边缘。这样的结构考虑了加工实际所能达到的精度。
图6为根据本发明实施例的衍射光波导的另一示例的示意图。如图6所示，衍射光波导200包括波导基板200a和形成在波导基板200a的表面上的耦出光栅210，耦出光栅210构造为将在波导基板200a内沿耦入方向传播进入到其中的光的至少一部分通过衍射从波导基板200a中耦出。耦出光栅210包括光栅结构1以及附加光栅结构211、212，光栅结构1与以上参照图2至图4介绍的光栅结构1相同，附加光栅结构211、212为一维光栅，并且在x方向上布置在光栅结构1的两侧并与之邻接。由于一维光栅的衍射效率通常相对于二维光栅的衍射效率更高，因此，附加光栅结构211、212有利于提高整个耦出光栅210的耦出效率，同时也有利于提升耦出光场中两侧区域的亮度，从而改善均匀性。
如图6所示，衍射光波导200还可以包括耦入光栅220。优选地，光栅结构1中光学单元结构10的第一端11沿耦入方向(即为光从耦入光栅220向耦出光栅210传播的方向，亦即图6所示x方向)位于上游，第二端12沿耦入方向位于下游。
根据本发明实施例的衍射光波导可以应用于显示设备中。这样的显示设备例如为近眼显示设备，其包括镜片和用于将镜片保持为靠近眼睛的框架，其中镜片可以包括如上介绍的根据本发明实施例的衍射光波导。优选地，该显示设备可以为增强现实显示设备或虚拟现实显示设备。
最后，为了说明根据本发明实施例的衍射光波导在光耦合效率和均匀性方面的技术优势以及说明光学单元结构的结构参数的优选价值，下面将给出仿真计算的数据例。以下数据例中采用的光的波长为532nm。
(数据例1)
图7示出了光学单元结构不同而其它参数相同的光栅结构。图7所示光栅结构中，光栅结构1A、1B和1C中的光学单元结构为以上结合图3和图4介绍的光学单元结构，并且具有相同的横截面。光栅结构1A、1B和1C中的光学单元结构的横截面的具体参数参见表1(单位nm)。
[表1]
L W <![CDATA[w<sub>1</sub>]]> <![CDATA[w<sub>2</sub>]]> d l P D n
1A、1B、1C 436 219 102 34 109 100 420 450 2
光栅结构1A中，光学单元结构为形成在波导基板上的凹孔结构，并且第一端沿耦入方向位于第二端的上游。光栅结构1B与光栅结构1A的不同之处在于，光栅结构1B中的光学单元结构的第一端沿耦入方向位于第二端的下游。光栅结构1C与光栅结构1A的不同之处在于，光栅结构1C中的光学单元结构为形成在波导基板上的凸起结构。
图7所示光栅结构2中的光学单元结构为凸起结构并具有上文介绍的改进的平行四边形横截面，该改进的平行四边形在图面所示上下方向上的顶角为50°，中间四个顶角均为130°，四条长边长度为300nm，四条短边长度为85nm。
图7所示光栅结构3中的光学单元结构为凸起结构并具有菱形横截面，该菱形在上下方向上的顶角为50°，边长为290nm。
图7所示光栅结构4中的光学单元结构为凸起结构并具有圆形横截面，该圆形的半径为250nm。
基于图7所示上述光栅结构以及基于相同的进入到光栅结构中的耦入光条件，仿真计算得到的光栅结构在其视窗中央位置的耦出效率EFF和均匀性指标UNI如表2所示：
[表2]
光栅结构 1A 1B 1C 2 3 4
EFF 2.5e-4 2.4e-4 2.6e-4 2.1e-4 2.9e-4 4.2e-4
UNI 3.3 5.2 8.0 3.0 11.5 75.7
这里，均匀性指标UNI为耦出光场中的最大光强度与最小光强度的比值，比值越小说明均匀性越好；耦出效率EFF为耦出光场的各个视场角度上的光强度的平均值与光栅结构的耦入光的光强度的比值，EFF的值越大说明耦出效率越高。
仿真计算得到的视场角范围内的光强分布图在图8中示出，其中各分布图(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)分别对应于上述光栅结构1A、1B、1C、2、3、4。图8所示各光强分布图中最大光强在图面中均显示为相同亮度/灰度，但是实际光强有差异；相同地，各光强分布图中最小光强在图面中均显示为相同的亮度/灰度，但是实际光强也有差异的。图8中示出的光强分布情况应该结合表2中的均匀性指标UNI来看。
首先，从表2可以看出，具有菱形和圆形的光学单元结构的光栅结构3和光栅结构4的耦出光场在视场角范围内的均匀性很差；具有改进的平行四边形的光学单元结构的光栅结构2具有优异的均匀性；具有本申请中提出的光学单元结构的光栅结构1A、1B、1C整体相对于光栅结构3、4具有显著改善的均匀性，光栅结构1A具有与光栅结构2相当的优异的均匀性，并且相对于光栅结构1B和1C在均匀性上是较优的。从图8中可以进一步看到光栅结构1A相对于光栅结构1B和1C在均匀性上是较优的，并具有与光栅结构2相近的均匀性。
从表2中的耦出效率EFF可以看到，具有本申请中提出的光学单元结构的光栅结构1A、1B、1C相对于具有改进的平行四边形的光学单元结构的光栅结构2有着更高的耦出效率，其中，光栅结构1A的耦出效率EFF比光栅结构2的耦出效率EFF高大约19％。
以上数据例已经说明，单纯从理论上能够实现的效果而言，具有本申请中提出的光学单元结构的光栅结构/衍射光波导已经能够有利地获得较好的耦出效率和均匀性。同时，进一步结合考虑本申请中提出的光学单元结构的易加工性，可以预想，根据本发明实施例的衍射光波导有望实现效率和均匀性的进一步的优化。
(数据例2)
数据例2中对其中光学单元结构具有不同长宽比的横截面的光栅结构的耦出效率和均匀性指标进行了仿真计算和对比。
图9示出了具有不同长宽比的光学单元结构及其构成的三种光栅结构。如图9所示，这三种光栅结构中，光学单元结构的最大宽度W分别为0.3L、0.5L及0.8L，其它结构参数如表3所示(单位nm)：
[表3]
L W <![CDATA[w<sub>1</sub>]]> <![CDATA[w<sub>2</sub>]]> d l P D n
1A、1B、1C 436 可变 102 34 109 100 420 450 2
基于图9所示结构以及基于相同的进入到光栅结构中的耦入光条件，仿真计算得到的光栅结构在其视窗中央位置的耦出效率EFF和均匀性指标UNI如表4所示：
[表4]
Figure BDA0003642339650000091
Figure BDA0003642339650000101
可以看到，当最大宽度W＝0.3L时，耦出效率EFF显著降低，效率恶化严重；当最大宽度W达到W＝0.8时，均匀性指标UNI高达17.8，均匀性严重恶化。因此，根据本发明实施例的波导光栅中光学单元结构的长宽比W/L对光栅结构的性能有显著影响，应限制其范围。
(数据例3)
数据例3中对其中预定区段与第一端相距不同距离d的光学单元结构构成的光栅结构的耦出效率和均匀性指标进行了仿真计算和对比。
图10示出了预定区段与第一端相距不同距离d的光学单元结构及其构成的四种光栅结构。如图10所示，这四种光栅结构中，距离d分别为0L、0.25L、0.4L及0.5L，其它结构参数如表5所示(单位nm)：[表5]
L W <![CDATA[w<sub>1</sub>]]> <![CDATA[w<sub>2</sub>]]> d l P D n
1A、1B、1C 434 220 100 31 可变 100 420 450 2
基于图10所示结构以及基于相同的进入到光栅结构中的耦入光条件，仿真计算得到的光栅结构在其视窗中央位置的耦出效率EFF和均匀性指标UNI如表6所示：
[表6]
d＝0L d＝0.25L d＝0.4L d＝0.5L
EFF 2.5e-4 2.5e-4 2.6e-4 2.6e-4
UNI 3.3 3.3 3.5 4.1
可以看到，当距离d在0～0.4L范围内时，光栅结构的耦出效率EFF和均与性指标UNI均达到较优的水平；当d＝0.5L时，耦出效率EFF保持在较优水平，而均匀性有较为明显的降低。
(数据例4)
数据例4中对其中预定区域具有不同长度的光学单元结构构成的光栅结构的耦出效率和均匀性指标进行了仿真计算和对比。
图11示出了预定区域具有不同长度的光学单元结构及其构成的四种光栅结构。如图11所示，这四种光栅结构中，光学单元结构的预定区域的长度l分别为0.21L、0.4L、0.5L和0.7L，其它结构参数如表7所示(单位nm)：
[表7]
L W <![CDATA[w<sub>1</sub>]]> <![CDATA[w<sub>2</sub>]]> d l P D n
1A、1B、1C 434 220 100 31 109 可变 420 450 2
基于图11所示结构以及基于相同的进入到光栅结构中的耦入光条件，仿真计算得到的光栅结构在其视窗中央位置的耦出效率EFF和均匀性指标UNI如表8所示：
[表8]
l＝0.21L l＝0.4L l＝0.5L l＝0.7L
EFF 2.5e-4 2.6e-4 2.6e-4 2.4e-4
UNI 3.3 3.3 3.3 3.9
可以看到，当预定区域的长度l小于0.7L时，光栅结构的耦出效率EFF和均与性指标UNI均达到较优的水平；当l＝0.7L时，均匀性略有下降，其指标UNI升至3.9。
(数据例5)
数据例5中对第二端具有不同宽度的光学单元结构构成的光栅结构的耦出效率和均匀性指标进行了仿真计算和对比。
图12示出了第二端具有不同宽度的光学单元结构及其构成的三种光栅结构。如图12所示，这三种光栅结构中，光学单元结构的第二端的宽度w2分别为0.16W、0.5W和0.7W，其它结构参数如表9所示(单位nm)：
[表9]
L W <![CDATA[w<sub>1</sub>]]> <![CDATA[w<sub>2</sub>]]> d l P D n
1A、1B、1C 434 220 100 可变 109 100 420 450 2
基于图12所示结构以及基于相同的进入到光栅结构中的耦入光条件，仿真计算得到的光栅结构在其视窗中央位置的耦出效率EFF和均匀性指标UNI如表10所示：
[表10]
Figure BDA0003642339650000111
Figure BDA0003642339650000121
可以看到，当第二端的宽度w2小于0.7W时，光栅结构的耦出效率EFF和均与性指标UNI处于较优的水平；当w2达到0.7L时，均匀性有所下降，其指标UNI升至4.1。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (18)

1.一种衍射光波导，包括波导基板和形成在所述波导基板上的光栅结构，所述光栅结构包括沿一平面布置成阵列的多个光学单元结构，所述光学单元结构为形成在所述波导基板上的凹孔结构或凸起结构，所述光学单元结构在平行于所述平面的第一方向上具有第一端和第二端，所述第一端与所述第二端之间沿所述第一方向的距离为所述光学单元结构的长度L，其中，
所述光学单元结构在沿所述第一方向的预定区段上具有垂直于所述第一方向的最大宽度W，0.3L≤W≤0.7L；
在所述第一方向上，所述预定区段的中心位置与所述第一端相距预定距离d，d<0.5L，并且从所述预定区段向所述第一端，以及从所述预定区段向所述第二端，所述光学单元结构在垂直于所述第一方向上的宽度逐渐减小，使得相对于所述第二端，所述光学单元结构的平行于所述平面的横截面的形心更加靠近所述第一端；
所述光栅结构构造为耦出光栅，所述耦出光栅将在所述波导基板内沿耦入方向传播进入其中的光的至少一部分通过衍射从所述波导基板中耦出，所述耦入方向与所述第一方向基本上平行；并且
所述光学单元结构的所述第一端沿所述耦入方向位于上游，所述第二端沿所述耦入方向位于下游。
2.如权利要求1所述的衍射光波导，其中，所述预定距离d满足d≤0.4L。
3.如权利要求1所述的衍射光波导，其中，所述预定区段在所述第一方向上的长度l满足0≤l≤0.7L。
4.如权利要求1所述的衍射光波导，其中，所述光学单元结构为形成在所述波导基板上的凹孔结构。
5.如权利要求1所述的衍射光波导，其中，所述第一端具有垂直于所述第一方向的第一宽度w1，0≤w1≤W；所述第二端具有垂直于所述第一方向的第二宽度w2，0≤w2≤0.7W。
6.如权利要求1-5中任一项所述的衍射光波导，其中，所述光学单元结构在所述预定区段与所述第一端之间具有第一圆弧形轮廓，所述第一圆弧形轮廓呈向外隆起的圆弧形状。
7.如权利要求1-5中任一项所述的衍射光波导，其中，所述光学单元结构在所述预定区段与所述第二端之间具有第二圆弧形轮廓，所述第二圆弧形轮廓呈向外隆起的圆弧形状。
8.如权利要求6所述的衍射光波导，其中，所述光学单元结构在所述预定区段与所述第二端之间具有第二圆弧形轮廓，所述第二圆弧形轮廓呈向外隆起的圆弧形状。
9.如权利要求1-5中任一项所述的衍射光波导，其中，所述光学单元结构具有基本上平行于所述第一方向的对称轴。
10.如权利要求6所述的衍射光波导，其中，所述光学单元结构具有基本上平行于所述第一方向的对称轴。
11.如权利要求7所述的衍射光波导，其中，所述光学单元结构具有基本上平行于所述第一方向的对称轴。
12.如权利要求1所述的衍射光波导，其中，所述第一端具有顶点、直边或内凹边的形式；并且/或者
所述第二端具有顶点、直边或内凹边的形式。
13.如权利要求1所述的衍射光波导，其中，所述光学单元结构具有连接于所述第一端和所述第二端之间的侧壁，所述侧壁上形成有局部的凹陷或凸起。
14.如权利要求1-5中任一项所述的衍射光波导，其中，所述阵列包括由所述多个光学单元结构排列形成的垂直于所述第一方向的多个行，所述多个行在所述第一方向上以预定间隔排列，所述光学单元结构在所述行中以周期P排列，并且所述多个行中相邻的两行中的所述光学单元结构在垂直于所述第一方向的方向上具有错位s＝P/n，其中1<n≤5。
15.如权利要求14所述的衍射光波导，其中，n＝2。
16.一种显示设备，包括如权利要求1-15中任一项所述的衍射光波导。
17.如权利要求16所述的显示设备，其中，所述显示设备为近眼显示设备，并且包括镜片和用于将镜片保持为靠近眼睛的框架，所述镜片包括所述衍射光波导。
18.如权利要求16或17所述的显示设备，其中，所述显示设备为增强现实显示设备或虚拟现实显示设备。
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