CN116719169B - 一种衍射光栅波导及增强现实显示设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种衍射光栅波导及增强现实显示设备，涉及光学成像技术领域。通过耦入光栅接收入射的图像光线，入射的图像光线在波导基板内经过全反射进入耦出光栅的第一衍射光学元件、第一衍射光学单元以及第二衍射光学元件。第二衍射光学元件接收第一衍射光学元件和第一衍射光学单元衍射的图像光线，并将接收的图像光线耦出衍射光栅波导。由于第一衍射光学元件和第一衍射光学单元具有相对高的衍射效率，第二衍射光学元件具有相对低的衍射效率，提高了衍射光栅波导的视场均匀性。通过调节第一衍射光学元件、第一衍射光学单元以及第二衍射光学元件的衍射效率，使得耦出光栅耦出的图像光线更多地集中在人眼观察一侧。
Description
技术领域
本发明涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种衍射光栅波导及增强现实显示设备。
背景技术
增强现实（Augmented Reality，AR）技术是一种将计算机生成的虚拟信息与现实世界相互融合的技术，AR近眼显示技术则是AR技术的重要研究方向。在AR近眼显示技术中，通过一系列光学成像元件将微显示器的画面传递到人眼。由于其透视特性使得现实景物同时映入人眼，现实体验感被极大增强。
目前，比较成熟的光学成像方案主要包括棱镜、自由曲面、离轴全息透镜、阵列波导、体全息光栅波导和衍射光栅波导等。其中，衍射光栅波导方案主要利用光刻技术在波导表面制作表面浮雕光栅来实现图像的耦入和耦出。由于衍射光栅波导视场角大，波导重量轻，且其工艺过程与半导体行业成熟的制造技术兼容，批量生产良率高，衍射光栅波导是一种备受青睐的AR显示光学成像方案。
衍射光栅波导设置一维耦入光栅和二维耦出光栅。其中，耦出光栅同时具有扩展和耦出的功能。光束在耦出光栅区域传播的过程中不断将部分光扩展和耦合出，使得在远离耦入光栅的方向上，穿过耦出光栅的光束的强度不断降低，导致耦出光栅的出光效率在临近耦入光栅的一侧较高，在远离耦入光栅的另一侧较低，最终导致出瞳不均匀。
因此，改善衍射光栅波导的出瞳均匀性和视场均匀性是一大挑战。现有技术中，为了提高衍射光栅波导的出瞳均匀性和视场均匀性，一种方法是对耦出光栅区域进行分区，不同区域的光栅周期相同，光栅参数不同（如高度、结构大小等），从而调节不同区域的耦出效率，达到整个耦出光栅区域的出光均匀。然而这种方法需要在耦出光栅不同区域采用不同的光栅参数，增加了加工衍射光栅波导的难度，提高了加工衍射光栅波导的成本。
发明内容
本发明提供一种衍射光栅波导，用以解决现有技术中衍射光栅波导的出瞳均匀性和视场均匀性差，改善难度大，加工成本高的缺陷，提高了衍射光栅波导的视场均匀性，改善了衍射光栅波导泄露图像光线的现象，还降低了衍射光栅波导的加工成本和加工难度。
本发明提供一种衍射光栅波导，包括：
波导基板；
耦入光栅，设置于所述波导基板；
耦出光栅，设置于所述波导基板，包括多个第一衍射光学元件和多个第二衍射光学元件；多个所述第一衍射光学元件沿第一方向间隔设置，多个所述第二衍射光学元件沿第二方向间隔设置，所述第一衍射光学元件与所述第二衍射光学元件相交；所述第一衍射光学元件沿自身的长度方向间隔设置有多个第一衍射光学单元；所述第一衍射光学单元包括第一衍射光学结构和第二衍射光学结构，所述第一衍射光学结构和所述第二衍射光学结构沿所述第一衍射光学元件的长度方向间隔布置，所述第一衍射光学结构的长度方向与所述第一衍射光学元件的长度方向呈第一预定夹角，所述第二衍射光学结构的长度方向与所述第一衍射光学元件的长度方向呈第二预定夹角；
所述第一衍射光学元件和所述第一衍射光学单元的衍射效率大于所述第二衍射光学元件的衍射效率。
根据本发明实施例提供的一种衍射光栅波导，所述衍射光栅波导包括两个所述耦出光栅，两个所述耦出光栅关于所述耦入光栅的中心轴线对称设置。
根据本发明实施例提供的一种衍射光栅波导，所述第一衍射光学单元还包括：
第三衍射光学结构，位于所述第一衍射光学结构和所述第二衍射光学结构之间，所述第三衍射光学结构的长度方向与所述第一衍射光学元件的长度方向相同。
根据本发明实施例提供的一种衍射光栅波导，所述第三衍射光学结构的宽度与所述第一衍射光学元件的宽度相同，所述第一衍射光学结构和所述第二衍射光学结构关于所述第三衍射光学结构对称布置。
根据本发明实施例提供的一种衍射光栅波导，所述第一衍射光学结构的长度与所述第二衍射光学结构的长度不同，所述第一衍射光学结构的长度方向和所述第二衍射光学结构的长度方向均与所述第一衍射光学元件的长度方向垂直。
根据本发明实施例提供的一种衍射光栅波导，所述第一衍射光学结构的长度小于所述第二衍射光学结构的长度。
根据本发明实施例提供的一种衍射光栅波导，所述第三衍射光学结构的宽度大于所述第一衍射光学元件的宽度，所述第三衍射光学结构的一端与所述第一衍射光学结构连接，所述第三衍射光学结构的另一端与所述第二衍射光学结构连接，所述第一衍射光学结构与所述第二衍射光学结构均与所述第一衍射光学元件垂直。
根据本发明实施例提供的一种衍射光栅波导，所述第三衍射光学结构的宽度大于所述第一衍射光学元件的宽度，所述第三衍射光学结构的一端与所述第一衍射光学结构连接，所述第三衍射光学结构的另一端与所述第二衍射光学结构连接，所述第一预定夹角与所述第二预定夹角相同。
根据本发明实施例提供的一种衍射光栅波导，所述第一衍射光学结构、所述第二衍射光学结构和所述第三衍射光学结构的形状均为矩形，所述矩形的长度范围为100nm~1μm，所述矩形的宽度范围为100nm~600nm。
本发明还提供一种增强现实显示设备，包括图像显示器和上述任意一项所述的衍射光栅波导；所述图像显示器用于向所述衍射光栅波导输出图像光线。
本发明实施例提供的衍射光栅波导，通过耦入光栅接收入射的图像光线，入射的图像光线在波导基板内经过全反射进入耦出光栅的第一衍射光学元件、第一衍射光学单元以及第二衍射光学元件。第一衍射光学元件和第一衍射光学单元接收由耦入光栅传导来的图像光线，并使接收的图像光线在衍射光栅波导内扩展传导。第二衍射光学元件接收第一衍射光学元件和第一衍射光学单元衍射的图像光线，并将接收的图像光线耦出衍射光栅波导。由于第一衍射光学元件和第一衍射光学单元具有相对高的衍射效率，第二衍射光学元件具有相对低的衍射效率，使得衍射光线可以更均匀地在耦出光栅内扩展传导和耦出，提高了衍射光栅波导的视场均匀性。通过调节第一衍射光学元件、第一衍射光学单元以及第二衍射光学元件的衍射效率，使得耦出光栅耦出的图像光线更多地集中在人眼观察一侧，从而改善了衍射光栅波导泄露图像光线的现象，提高了衍射光栅波导对图像光线的利用效率。由于无需在耦出光栅不同区域采用不同的光栅参数，降低了衍射光栅波导的加工成本和加工难度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的衍射光栅波导的结构示意图；
图2是图1中A处的局部放大结构示意图；
图3是图1中B处的局部放大结构示意图；
图4是本发明实施例提供的第一衍射光学单元的结构示意图之一；
图5是本发明实施例提供的图4中耦出光栅的衍射效率随入射角变化的示意图之一；
图6是本发明实施例提供的图4中耦出光栅的衍射效率随入射角变化的示意图之二；
图7是本发明实施例提供的第一衍射光学单元的结构示意图之二；
图8是本发明实施例提供的图7中耦出光栅的衍射效率随入射角变化的示意图之一；
图9是本发明实施例提供的图7中耦出光栅的衍射效率随入射角变化的示意图之二；
图10是本发明实施例提供的第一衍射光学单元的结构示意图之三；
图11是本发明实施例提供的图10中耦出光栅的衍射效率随入射角变化的示意图之一；
图12是本发明实施例提供的图10中耦出光栅的衍射效率随入射角变化的示意图之二；
图13是本发明实施例提供的第一衍射光学单元的结构示意图之四；
图14是本发明实施例提供的图13中耦出光栅的衍射效率随入射角变化的示意图之一；
图15是本发明实施例提供的图13中耦出光栅的衍射效率随入射角变化的示意图之二。
附图标记：
100、耦入光栅；200、耦出光栅；210、第一衍射光学元件；211、第一衍射光学结构；212、第二衍射光学结构；213、第三衍射光学结构；220、第二衍射光学元件；230、第一衍射光学单元；300、波导基板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
下面结合图1-图15描述本发明实施例的衍射光栅波导及增强现实显示设备。
图1示例了本发明实施例提供的衍射光栅波导的结构示意图，图2示例了图1中A处的局部放大结构示意图，图3示例了图1中B处的局部放大结构示意图，如图1至图3所示，衍射光栅波导包括波导基板300、耦入光栅100和耦出光栅200，耦入光栅100设置于波导基板300。耦出光栅200设置于波导基板300，耦出光栅200包括多个第一衍射光学元件210和多个第二衍射光学元件220，多个第一衍射光学元件210沿第一方向间隔设置，多个第二衍射光学元件220沿第二方向间隔设置，第一衍射光学元件210与第二衍射光学元件220相交。第一衍射光学元件210沿自身的长度方向间隔设置有多个第一衍射光学单元230，第一衍射光学单元230包括第一衍射光学结构211和第二衍射光学结构212。第一衍射光学结构211和第二衍射光学结构212沿第一衍射光学元件210的长度方向间隔布置，第一衍射光学结构211的长度方向与第一衍射光学元件210的长度方向呈第一预定夹角，第二衍射光学结构212的长度方向与第一衍射光学元件210的长度方向呈第二预定夹角。第一衍射光学元件210和第一衍射光学单元230的衍射效率大于第二衍射光学元件220的衍射效率。
本发明实施例提供的衍射光栅波导，通过耦入光栅100接收入射的图像光线，入射的图像光线在波导基板内经过全反射进入耦出光栅200的第一衍射光学元件210、第一衍射光学单元230以及第二衍射光学元件220。第一衍射光学元件210和第一衍射光学单元230接收由耦入光栅100传导来的图像光线，并使接收的图像光线在衍射光栅波导内扩展传导。第二衍射光学元件220接收第一衍射光学元件210和第一衍射光学单元230衍射的图像光线，并将接收的图像光线耦出衍射光栅波导。由于第一衍射光学元件210和第一衍射光学单元230具有相对高的衍射效率，第二衍射光学元件220具有相对低的衍射效率，使得衍射光线可以更均匀地在耦出光栅200内扩展传导和耦出，提高了衍射光栅波导的视场均匀性。通过调节第一衍射光学元件、第一衍射光学单元以及第二衍射光学元件的衍射效率，使得耦出光栅200耦出的图像光线更多地集中在人眼观察一侧，从而改善了衍射光栅波导泄露图像光线的现象，提高了衍射光栅波导对图像光线的利用效率。由于无需在耦出光栅200不同区域采用不同的光栅参数，降低了衍射光栅波导的加工成本和加工难度。
需要说明的是，经全反射进入第一衍射光学单元230的图像光线同样会再次被第一衍射光学单元230衍射，第二衍射光学元件220同样接收第一衍射光学单元230衍射的图像光线，并将接收的图像光线耦出衍射光栅波导。由于第一衍射光学单元230具有相对高的衍射效率，第一衍射光学单元230能进一步提高衍射光栅波导的视场均匀性。
在本发明的实施例中，多个第一衍射光学元件210之间相互平行，多个第二衍射光学元件220之间相互平行，以便提高衍射光栅波导的视场均匀性。当多个第一衍射光学元件210之间相互平行，且多个第二衍射光学元件220之间相互平行，第一衍射光学元件210与第二衍射光学元件220相交呈预定夹角，预定夹角的范围可以30°~60°。可以根据实际情况对预定夹角进行调整，以便使得第一衍射光学元件210与第二衍射光学元件220能够配合对接收的图像光线进行衍射，实现扩张和耦出。
在本发明的一个实施例中，衍射光栅波导包括两个耦出光栅，两个耦出光栅关于耦入光栅的中心轴线对称设置。通过将两个耦出光栅200关于耦入光栅100对称设置，一方面，增大耦出光栅200的面积，使得更多的图像光线能够耦出衍射光栅波导，另一方面，由于图像光线能够同时从耦入光栅100的两侧耦出衍射光栅波导，提高了衍射光栅波导的视场均匀性。
在本发明的一个实施例中，耦入光栅100设置于波导基板300的上侧，两个耦出光栅200设置于波导基板300的下侧，两个耦出光栅200沿耦入光栅100的中心轴线对称设置，以便使得入射图像光线耦入波导基板300和耦出波导基板300。
在本发明的一个实施例中，第一衍射光学单元230还包括第三衍射光学结构213，第三衍射光学结构213位于第一衍射光学结构211和第二衍射光学结构212之间，第三衍射光学结构213的长度方向与第一衍射光学元件210的长度方向相同。第二衍射光学元件220接收第一衍射光学元件210、第一衍射光学结构211、第二衍射光学结构212和第三衍射光学结构213衍射的图像光线，并将接收的图像光线耦出衍射光栅波导。
需要说明的是，第一衍射光学元件210、第二衍射光学元件220、第一衍射光学结构211、第二衍射光学结构212和第三衍射光学结构213均为浮雕光栅。当制作第一衍射光学元件210、第二衍射光学元件220、第一衍射光学结构211、第二衍射光学结构212和第三衍射光学结构213时，可以先通过传统半导体的微纳米加工工艺在硅基底上进行电子束曝光和离子刻蚀制成压印模具，然后通过压印模具在波导基板上压印出浮雕光栅。
图4示例了本发明实施例提供的第一衍射光学单元的结构示意图之一，如图4所示，第三衍射光学结构213的宽度与第一衍射光学元件210的宽度相同，第一衍射光学结构211和第二衍射光学结构212关于第三衍射光学结构213对称布置。当第三衍射光学结构213的宽度与第一衍射光学元件210的宽度相同时，第三衍射光学结构213与第一衍射光学元件210合为一体。第一衍射光学结构211和第二衍射光学结构212的长度相同，第一衍射光学结构211和第二衍射光学结构212的宽度也相同，以便实现第一衍射光学结构211和第二衍射光学结构212关于第三衍射光学结构213对称布置。例如，当第一预定夹角为30°时，第二预定夹角则为150°，使得第一衍射光学结构211和第二衍射光学结构212关于第三衍射光学结构213对称布置。第一预定夹角的范围可以是30°~90°，第二预定夹角的范围为30°~150°。可以根据具体情况确定第一预定夹角和第二预定夹角的大小，以便增加设计和调控衍射光栅波导的自由度。
图5示例了本发明实施例提供的图4中耦出光栅的衍射效率随入射角变化的示意图之一，图6示例了本发明实施例提供的图4中耦出光栅的衍射效率随入射角变化的示意图之二，如图5和图6所示，(1,-1)R级衍射光的效率明显大于(1,1)R级衍射光的效率，使得衍射光线可以更均匀地在耦出光栅200内扩展传导，提高了衍射光栅波导的视场均匀性。(2,0)R级衍射光的效率明显大于(2,0)T级衍射光的效率，使得耦出光栅200耦出的图像光线更多地集中在人眼观察一侧，从而改善了衍射光栅波导泄露图像光线的现象，提高了衍射光栅波导对图像光线的利用效率。
图7示例了本发明实施例提供的第一衍射光学单元的结构示意图之二，如图7所示，第一衍射光学结构211的长度与第二衍射光学结构212的长度不同，第一衍射光学结构211的长度方向和第二衍射光学结构212的长度方向均与第一衍射光学元件210的长度方向垂直。
在本发明的一个实施例中，第一衍射光学结构211的长度小于第二衍射光学结构212的长度。
图8示例了本发明实施例提供的图7中耦出光栅的衍射效率随入射角变化的示意图之一，图9示例了本发明实施例提供的图7中耦出光栅的衍射效率随入射角变化的示意图之二，如图8和图9所示，(1,-1)R级衍射光的效率明显大于(1,1)R级衍射光的效率，使得衍射光线可以更均匀地在耦出光栅200内扩展传导，提高了衍射光栅波导的视场均匀性。(2,0)R级衍射光的效率明显大于(2,0)T级衍射光的效率，使得耦出光栅200耦出的图像光线更多地集中在人眼观察一侧，从而改善了衍射光栅波导泄露图像光线的现象，提高了衍射光栅波导对图像光线的利用效率。
图10示例了本发明实施例提供的第一衍射光学单元的结构示意图之三，如图10所示，第三衍射光学结构213的宽度大于第一衍射光学元件210的宽度，第三衍射光学结构213的一端与第一衍射光学结构211连接，第三衍射光学结构213的另一端与第二衍射光学结构212连接，第一衍射光学结构211与第二衍射光学结构212均与第一衍射光学元件210垂直。
图11示例了本发明实施例提供的图10中耦出光栅的衍射效率随入射角变化的示意图之一，图12示例了本发明实施例提供的图10中耦出光栅的衍射效率随入射角变化的示意图之二，如图11和图12所示，(1,-1)R级衍射光的效率明显大于(1,1)R级衍射光的效率，使得衍射光线可以更均匀地在耦出光栅200内扩展传导，提高了衍射光栅波导的视场均匀性。(2,0)R级衍射光的效率明显大于(2,0)T级衍射光的效率，使得耦出光栅200耦出的图像光线更多地集中在人眼观察一侧，从而改善了衍射光栅波导泄露图像光线的现象，提高了衍射光栅波导对图像光线的利用效率。
图13示例了本发明实施例提供的第一衍射光学单元的结构示意图之四，如图13所示，第三衍射光学结构213的宽度大于第一衍射光学元件210的宽度，第三衍射光学结构213的一端与第一衍射光学结构211连接，第三衍射光学结构213的另一端与第二衍射光学结构212连接，第一预定夹角与第二预定夹角相同。
图14示例了本发明实施例提供的图13中耦出光栅的衍射效率随入射角变化的示意图之一，图15示例了本发明实施例提供的图13中耦出光栅的衍射效率随入射角变化的示意图之二，如图14和图15所示，(1,-1)R级衍射光的效率明显大于(1,1)R级衍射光的效率，使得衍射光线可以更均匀地在耦出光栅200内扩展传导，提高了衍射光栅波导的视场均匀性。(2,0)R级衍射光的效率明显大于(2,0)T级衍射光的效率，使得耦出光栅200耦出的图像光线更多地集中在人眼观察一侧，从而改善了衍射光栅波导泄露图像光线的现象，提高了衍射光栅波导对图像光线的利用效率。
在本发明的一个实施例中，第一衍射光学结构211、第二衍射光学结构212和第三衍射光学结构213的形状均为矩形，矩形的长度范围为100nm~1μm，矩形的宽度范围为100nm~600nm。可以根据具体情况调节第一衍射光学结构211、第二衍射光学结构212和第三衍射光学结构213的长度和宽度，增加了设计和调控衍射光栅波导的自由度。
当然，第一衍射光学结构211、第二衍射光学结构212和第三衍射光学结构213还可以是其他形状，诸如圆形、正方形等其他形状。可以根据具体情况确定第一衍射光学结构211、第二衍射光学结构212和第三衍射光学结构213的形状，进一步增加设计和调控衍射光栅波导的自由度。
在本发明的一个实施例中，第一衍射光学结构211的长度与第二衍射光学结构212的长度不同，第一衍射光学结构211的宽度与第二衍射光学结构212的宽度不同，第一衍射光学结构211和第二衍射光学结构212相互平行。
本发明的实施例还提供一种增强现实显示设备，包括图像显示器和上述任意一项实施例的衍射光栅波导。图像显示器用于向衍射光栅波导输出图像光线。当增强现实显示设备进行工作时，如AR眼镜工作时，图像显示器发射图像光线。图像光线先通过耦入光栅100进入衍射光栅波导，然后被波导基板全反射进入耦出光栅200。进入耦出光栅200的图像光线先被第一衍射光学元件210、第一衍射光学结构211、第二衍射光学结构212和第三衍射光学结构213衍射进行扩展传导，然后被第二衍射光学元件220衍射并耦出衍射光栅波导。被耦出的图像光线进入人眼，使得人眼能够看到图像显示器的图像，实现显示设备增强显示的效果。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种衍射光栅波导，其特征在于，包括：
波导基板；
耦入光栅，设置于所述波导基板；
耦出光栅，设置于所述波导基板，包括多个第一衍射光学元件和多个第二衍射光学元件；多个所述第一衍射光学元件沿第一方向间隔设置，多个所述第二衍射光学元件沿第二方向间隔设置，所述第一衍射光学元件与所述第二衍射光学元件相交；所述第一衍射光学元件沿自身的长度方向间隔设置有多个第一衍射光学单元；所述第一衍射光学单元包括第一衍射光学结构和第二衍射光学结构，所述第一衍射光学结构和所述第二衍射光学结构沿所述第一衍射光学元件的长度方向间隔布置，所述第一衍射光学结构的长度方向与所述第一衍射光学元件的长度方向呈第一预定夹角，所述第二衍射光学结构的长度方向与所述第一衍射光学元件的长度方向呈第二预定夹角；第一预定夹角的范围为30°~90°，第二预定夹角的范围为30°~150°；
所述第一衍射光学元件和所述第一衍射光学单元的衍射效率大于所述第二衍射光学元件的衍射效率；
所述第一衍射光学单元还包括：
第三衍射光学结构，位于所述第一衍射光学结构和所述第二衍射光学结构之间，所述第三衍射光学结构的长度方向与所述第一衍射光学元件的长度方向相同；
所述第三衍射光学结构的宽度与所述第一衍射光学元件的宽度相同，所述第一衍射光学结构和所述第二衍射光学结构关于所述第三衍射光学结构对称布置。
2.根据权利要求1所述的衍射光栅波导，其特征在于，所述衍射光栅波导包括两个所述耦出光栅，两个所述耦出光栅关于所述耦入光栅的中心轴线对称设置。
3.根据权利要求1所述的衍射光栅波导，其特征在于，所述第一衍射光学结构的长度与所述第二衍射光学结构的长度不同，所述第一衍射光学结构的长度方向和所述第二衍射光学结构的长度方向均与所述第一衍射光学元件的长度方向垂直。
4.根据权利要求3所述的衍射光栅波导，其特征在于，所述第一衍射光学结构的长度小于所述第二衍射光学结构的长度。
5.根据权利要求1所述的衍射光栅波导，其特征在于，所述第一衍射光学结构、所述第二衍射光学结构和所述第三衍射光学结构的形状均为矩形，所述矩形的长度范围为100nm~1μm，所述矩形的宽度范围为100nm~600nm。
6.一种增强现实显示设备，其特征在于，包括图像显示器和权利要求1至5中任意一项所述的衍射光栅波导；所述图像显示器用于向所述衍射光栅波导输出图像光线。
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