CN115343795B - 一种衍射光波导及成像*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种衍射光波导及成像***，其中，该衍射光波导包括：光波导本体；光波导本体在厚度方向上折射率渐变，且折射率从中心向外依次减小；光波导本体用于传输耦入的多束不同波长的光线，并在耦出端以平行的方式耦出多束不同波长的光线。通过本发明实施例提供的衍射光波导及成像***，不同波长的光线在光波导本体内无需共线传播，仍然可以实现平行耦出，可以有效缓解衍射光波导的彩虹效应，且能够减轻耦入耦出装置的设计难度；并且，该光波导本体为单层波导，具有体积小、重量轻的优势，更适用于AR眼镜等便携式场景。

Description

一种衍射光波导及成像***

技术领域

本发明涉及光波导技术领域，具体而言，涉及一种衍射光波导及成像***。

背景技术

衍射光波导(例如，表面浮雕光栅SRG等)具有轻薄、易量产等特点，可以应用于AR(Augmented Reality，增强现实)眼镜等场景；但是，当衍射光波导应用于成像时，由于存在多种波长的光线(例如RGB光线)，导致存在彩虹效应。彩虹效应是由于衍射光波导对于不同波长的光线具有不同的衍射角度所造成的，由于这个角度的不同，在光波导中经过全反射传输后，在进入出射光栅时的角度也不一致，所以不同颜色的光被耦出的次数不同，结果就导致眼动范围内的不同位置处RGB三个颜色的分布比例不同，分布比例不均匀，形成彩虹效应。彩虹效应的原理可参见图1中(a)所示。

如果要缓解彩虹效应，可以设计多层光波导(例如三层光波导)，分别对RGB各颜色的光进行处理，使其能够共线耦出，如图1中的(b)所示。但是三层光波导存在体积大的缺陷，重量较大，不适用于需要光波导轻薄的场景，例如不适用于AR眼镜。

发明内容

为解决上述问题，本发明实施例的目的在于提供一种衍射光波导及成像***。

第一方面，本发明实施例提供了一种衍射光波导，包括：光波导本体；

所述光波导本体在厚度方向上折射率渐变，且所述折射率从中心向外依次减小；所述光波导本体用于传输耦入的多束不同波长的光线，并在耦出端以平行的方式耦出所述多束不同波长的光线。

在一种可能的实现方式中，每种波长的光线在所述光波导本体中传输时所生成的至少一个全反射点位于所述光波导本体的耦出端。

在一种可能的实现方式中，所述光波导本体的长度L满足：

r'(x)_x＝L＝0±Δ；

其中，r(x)表示任一波长的光线在所述光波导本体中的传播路径，所述传播路径r(x)表示在所述光波导本体长度方向上的位置x与径向距离r之间的关系，且所述径向距离r表示在所述厚度方向上与所述光波导本体的中心位置之间的距离；Δ表示所允许的误差。

在一种可能的实现方式中，所述传播路径r(x)满足：

其中，n_r表示径向距离r处的折射率，n₀表示所述光波导本体的中心位置处的折射率，θ₀表示光线在所述中心位置处的入射角。

在一种可能的实现方式中，所述光波导本体的折射率满足：

其中，n₀表示所述光波导本体的中心位置处的折射率，d表示所述光波导本体的厚度，r表示在所述厚度方向上与所述中心位置之间的径向距离，n_r表示径向距离r处的折射率；ε、α均为预设的系数。

在一种可能的实现方式中，

至少部分光线的所述传播路径r(x)均满足：r”(x)＞0；或者，

至少部分光线的所述传播路径r(x)均满足：r”(x)＜0。

在一种可能的实现方式中，所述光波导本体的厚度d满足：

d＞2×max(r(x)|_x＝L)；

其中，r(x)|_x＝L表示任一波长的光线在所述耦出端处所对应的径向距离，max(r(x)|_x＝L)表示多种波长的光线在所述耦出端处所对应的径向距离中的最大值。

在一种可能的实现方式中，所述多束不同波长的光线包括：红光波段的光线、绿光波段的光线和蓝光波段的光线。

在一种可能的实现方式中，衍射光波导还包括：耦入光栅；

所述耦入光栅位于所述光波导本体的耦入端，所述耦入光栅用于将多束不同波长的光线耦入至所述光波导本体。

在一种可能的实现方式中，所述耦入光栅与所述光波导本体的耦入端共轴且间隔设置。

第二方面，本发明实施例还提供了一种成像***，包括：图像源和如上所述的衍射光波导；

所述图像源用于向所述衍射光波导的耦入光栅出射多波长的成像光线；

所述衍射光波导用于将所述成像光线传输至观察位置。

在一种可能的实现方式中，成像***还包括：反射镜；

所述反射镜位于所述衍射光波导耦出所述成像光线的一侧，用于将所述衍射光波导耦出的成像光线反射至所述观察位置。

在一种可能的实现方式中，所述反射镜用于以比第一角度更大的第二角度反射光线；所述第一角度为所述衍射光波导所耦出的成像光线与所述反射镜的法线之间的夹角，所述第二角度为所述反射镜所反射的成像光线与所述反射镜的法线之间的夹角。

本发明实施例上述第一方面提供的方案中，光波导本体在厚度方向上折射率渐变，且折射率从中心向外依次减小；不同波长的光线在该光波导本体内无需共线传播，仍然可以实现平行耦出，可以有效缓解衍射光波导的彩虹效应，且能够减轻耦入耦出装置的设计难度；并且，该光波导本体为单层波导，具有体积小、重量轻的优势，更适用于AR眼镜等便携式场景。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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示出了现有光波导的结构示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的衍射光波导的一种结构示意图；

图3示出了本发明实施例所提供的光波导本体的部分结构示意图；

图4示出了本发明实施例所提供的光波导本体的结构示意图；

图5示出了本发明实施例所提供的光波导本体传输光线的原理示意图；

图6示出了本发明实施例所提供的衍射光波导的另一种结构示意图；

图7示出了本发明实施例所提供的光波导本体的折射率分布图；

图8示出了本发明实施例所提供的光波导本体传输RGB三波长光线的示意图；

图9示出了本发明实施例所提供的成像***的一种结构示意图；

图10示出了本发明实施例所提供的成像***的另一种结构示意图。

图标：

10-耦入光栅、20-光波导本体、21-耦入端、22-耦出端、30-图像源、40-反射镜、100-观察位置。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供一种衍射光波导，能够让不同波长的光线平行射出。参见图2所示，该衍射光波导包括：光波导本体20。光波导本体20在厚度方向上折射率渐变，且折射率从中心向外依次减小；光波导本体20用于传输耦入的多束不同波长的光线，并在耦出端22以平行的方式耦出多束不同波长的光线，即不同波长的光线是平行的。可选地，本实施例利用耦入光栅将光线耦入至光波导本体20。如图2所示，该衍射光波导还包括耦入光栅10。耦入光栅10位于光波导本体20的耦入端21，该耦入光栅10用于将多束不同波长的光线耦入至光波导本体20。

本发明实施例中，与传统光波导类似，该光波导本体20具有耦入端21和耦出端22，该耦入端21用于耦入光线，耦出端22用于耦出光线；如图2所示，该光波导本体20的左端为耦入端21、右端为耦出端22。耦入光栅10位于光波导本体20的耦入端21，例如，该耦入光栅10可以是表面浮雕光栅。可选地，该衍射光波导还可以包括耦出光栅，该耦出光栅位于光波导本体20的耦出端22，例如，该耦出光栅也可以为表面浮雕光栅。其中，耦入光栅10、耦出光栅均为现有的成熟技术，此处不做详述。

本发明实施例中，耦入光栅10耦入至光波导本体20的光线是多波长的，即包含多种波长的光线；例如，在该衍射光波导用于成像时，耦入至光波导本体20的光线可以包括红光波段的光线、绿光波段的光线和蓝光波段的光线，即该光波导本体20用于传输RGB三原色光线。为避免传输多波长光线时发生彩虹效应，目前一般是通过设计光波导使得不同波长光线在光波导内共线/平行传播，使得光线最终能够共线/平行耦出，例如，可参见图1中(b)所示。而在本发明实施例中，不同波长的光线在光波导本体20内仍然是非共线/非平行传输，但该光波导本体20仍然可以实现平行耦出。

具体地，该光波导本体20在厚度方向上折射率渐变，且折射率从中心向外依次减小。其中，光波导本体20具有传播光线的主要传播方向，该厚度方向是垂直于该主要传播方向的方向，且在该厚度方向上能够表示该光波导本体20的厚度；本实施例中，该主要传播方向也被称为长度方向。如图2所示，光线在光波导本体20内主要沿从左向右的方向传播，该主要传播方向(或，长度方向)即为左右方向；相应地，上下方向为该光波导本体20的厚度方向。并且，在厚度方向上，该光波导本体20的折射率从中心向外依次减小，即该光波导本体20中心位置处的折射率最大，随着远离中心位置，其他位置处的折射率逐渐减小，形成折射率渐变的结构。其中，该光波导本体20可以由折射率渐变的材料制作而成，或者，也可以通过逐层堆叠不同折射率材料的方式形成该折射率渐变的光波导本体20，或者，也可采用其他方式，本实施例对此不做限定。

参见图2所示，图2以不同的灰度表示光波导本体20不同的折射率，利用该折射率渐变的光波导本体20可以实现不同波长的光线平行耦出。仍然以图2为例，该光波导本体20用于传输R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)三种波长的光线，虽然三种波长的光线在光波导本体20内并不是共线传播的，但该光波导本体20仍然可以在耦出端22以平行的方式出射三种波长的光线，即耦出的R、G、B光线是平行的。

本发明实施例提供的光波导本体20的工作原理具体如下：

参见图3所示，图3示出了该光波导本体20在厚度方向上的部分结构；为方便描述，将光波导本体20分为多个不同折射率的层状结构，此部分结构的一种折射率分布可参见图3左侧所示；其中，r表示在厚度方向(如图3中的上下方向)上与光波导本体20的中心位置之间的径向距离，n_r表示径向距离r处光波导本体20的折射率。光线在该光波导本体20内传播时，会在相邻两层处发生折射，图3示出了远离光波导本体20中心位置的光线，该光线的折射角度逐渐变大，且折射角度逐渐趋近于光波导本体20的长度方向(即图3中的左右方向)，直至满足全反射条件并发生全反射，之后再逐渐靠近光波导本体20的中心位置，如此周期往复，经至少一次全反射后最终耦出。

因此，对于任一种波长的光线，其在光波导本体20内的传播路径是周期性的曲线函数，该传播路径类似于正弦函数。不同波长的光线在该光波导本体20内传播路径的周期虽然可能不同，但通过将该光波导本体20的长度设置为合适的值，即可使得光波导本体20耦出的不同波长光线的传播方向基本一致，使得耦出的不同波长的光线基本平行，从而可以有效缓解彩虹效应。

本发明实施例提供的衍射光波导，光波导本体20在厚度方向上折射率渐变，且折射率从中心向外依次减小；不同波长的光线在该光波导本体20内无需共线传播，仍然可以实现平行耦出，可以有效缓解衍射光波导的彩虹效应，且能够减轻耦入耦出装置的设计难度；并且，该光波导本体20为单层波导，具有体积小、重量轻的优势，更适用于AR眼镜等便携式场景。

可选地，每种波长的光线在光波导本体20中传输时所生成的至少一个全反射点位于光波导本体20的耦出端22，即光线在发生全反射的位置处耦出。本发明实施例中，虽然不同波长的光线在光波导本体20内是非共线传播的，其传播方向也不相同，但不同波长的光线在发生全反射时，其传播方向均与该光波导本体20的长度方向基本相同(折射角基本为90°)；因此，若不同波长的光线在该光波导本体20的耦出端22均发生全反射，即每种波长的光线的一个全反射点在该耦出端22处，则可使得该光波导本体20所耦出的不同波长的光线均是以该长度方向出射的，不同波长光线的方向基本相同，从而实现平行出射不同波长的光线。如图2所示，该光波导本体20的长度方向为左右方向，其耦出端22所耦出的RGB光线均沿从左到右的方向出射。

可选地，本发明实施例通过设置该光波导本体20合适的长度L，使得不同波长的光线可以平行出射。具体地，该光波导本体20的长度L满足：

r'(x)|_x＝L＝0±Δ (1)

其中，r(x)表示任一波长的光线在光波导本体20中的传播路径，传播路径r(x)表示在光波导本体20长度方向上的位置x与径向距离r之间的关系，且径向距离r表示在厚度方向上与光波导本体20的中心位置之间的距离；Δ表示所允许的误差。

本发明实施例中，以r(x)表示任一波长的光线在光波导本体20中的传播路径，不同波长的传播路径r(x)是不同的。对于其中一条传播路径r(x)，其是往复经过光波导本体20中心位置的周期函数，该传播路径r(x)的波峰或波谷位置即为光线发生全反射的位置，即，在发生全反射的位置处，该传播路径r(x)的一阶导数r'(x)为0。因此，在该光波导本体20的耦出端22处，该r'(x)也为0。本发明实施例中，用“'”表示一阶导数，例如，用r'(x)表示传播路径r(x)的一阶导数；类似地，用“””表示二阶导数，例如，用r”(x)表示传播路径r(x)的二阶导数。

具体地，以x表示在光波导本体20长度方向上的位置，若光波导本体20的长度为L，且在耦入端21处，x＝0，则在耦出端22处，x＝L；并且，在不同位置x处，光线位于不同的径向距离r处，即光线与光波导本体20的中心位置之间的、厚度方向上的径向距离r是随着光线的位置x的变化而发生变化的，故可以用位置x与径向距离r之间的关系r(x)表示光线的传播路径。并且，在该耦出端22处，该传播路径的一阶导数r'(x)|_x＝L基本为0，即在误差Δ允许的范围内，若r'(x)|_x＝L＝0±Δ，即可认为光线在耦出端22处发生全反射，不同波长光线的传播路径均满足上式(1)，即可实现多波长光线平行出射。其中，该误差Δ为较小值，理想情况下，Δ＝0。

例如，参见图4所示，以该光波导本体20的耦入端21的中心位置O为原点建立坐标系，该光波导本体20的长度方向为x轴，厚度方向为r轴；本领域技术人员可以理解，在r轴的负方向，r的取值应当为负值，故可以利用分段函数或者引入符号函数sign(r)来表示整体的传播路径r(x)；其中，当r>0时，sign(r)＝1，当r<0时，sign(r)＝-1。并且，图4示出了R、G、B三种波长的光线，三种波长光线在x＝L处均发生全反射，即r_R'(x)|_x＝L＝r_G'(x)|_x＝L＝r_B'(x)|_x＝L＝0；其中，r_R(x)表示红色光线的传播路径，r_G(x)表示绿色光线的传播路径，r_B(x)表示蓝色光线的传播路径。

可选地，该传播路径r(x)满足：

其中，n_r表示径向距离r处的折射率，n₀表示光波导本体20的中心位置处的折射率，θ₀表示光线在中心位置处的入射角。

本发明实施例中，如上所述，光波导本体20的折射率从中心位置向外依次减小，本实施例以n_r表示该光波导本体20折射率的分布情况；对于径向距离r处的位置，其对应的折射率为n_r。参见图5所示，仍然以不同折射率的层状结构表示该光波导本体20，设该光波导本体20在厚度方向上的中心位置处的折射率为n₀，随着径向距离r逐渐增大，光波导本体20的折射率依次为n₁、n₂、n₃、…、n_r…若光线在该中心位置处的入射角为θ₀，则根据折射定律可知：

n₀sinθ₀＝n₁sinθ₁＝n₂sinθ₂＝＝n_rsinθ_r (3)

并且，基于图5可知，在任意径向距离r处，若光线的传播方向所对应的角度为θ_r，则：

其中，dx、dr分别表示位置x和径向距离r的微分。基于上式(3)和(4)可得：

对上式(5)进行变形，可得：

因此，在任意径向距离r处，传播路径r(x)的一阶导数满足：即满足上式(2)；并且，基于上式(2)可以进一步确定原函数r(x)，即可以确定光线的传播路径。其中，可以采用现有成熟技术确定原函数r(x)，此处不做详述。

需要说明的是，该角度θ₀为光线在光波导本体20中传播时在中心位置处的入射角。如图2所示，若光线以某个入射角θ入射至耦入端21的中心位置处，则会在该中心位置处发生折射，其折射角为θ₀。类似地，若光线以某个入射角入射至耦入端21的其他的径向距离i，则基于折射定律也可确定在该径向距离i处的折射角θ_i，且该角度θ_i也能够表示该光线在光波导本体20内传播时在径向距离i处的传播方向。并且，若该径向距离i处的折射率为n_i，则基于上式(3)和(2)可知，在径向距离i处入射的光线的传播路径满足：

可选地，光波导本体20的折射率满足：

其中，n₀表示光波导本体20的中心位置处的折射率，d表示光波导本体20的厚度，r表示在厚度方向上与中心位置之间的径向距离，n_r表示径向距离r处的折射率；ε、α均为预设的系数，例如，ε＝1，α＝0.5等。本发明实施例中，一般情况下，折射率n_r需要不小于1。

此外可选地，为保证光波导本体20能够对光线进行全反射，需要该光波导本体20足够厚。本发明实施例中，该光波导本体20的厚度d满足：

d＞2×max(r(x)|_x＝L) (9)

其中，r(x)|_x＝L表示任一波长的光线在耦出端22处所对应的径向距离，max(r(x)|_x＝L)表示多种波长的光线在耦出端22处所对应的径向距离中的最大值。

此外可选地，光线在光波导本体20内传播时，会在光波导本体20的两侧发生全反射；如图4所示，在传播路径的波峰或波谷位置处均可发生全反射。本发明实施例中，该光波导本体20能够将不同波长的光线从波峰耦出，或者将不同波长的光线从波谷耦出，使得耦出的光线尽可能相邻。具体地，至少部分光线的传播路径r(x)均满足：r”(x)＞0；或者，至少部分光线的传播路径r(x)均满足：r”(x)＜0。

本发明实施例中，若光线在到达波谷时耦出，则除其传播路径的一阶导数基本为0之外，该传播路径的二阶导数需要大于0，即r”(x)＞0。类似地，若光线在到达波峰时耦出，则除其传播路径的一阶导数基本为0之外，该传播路径的二阶导数需要小于0，即r”(x)＜0。

如图2所示，若光波导本体20需要传播RGB三种波长的光线，且三种波长的光线均需要在到达波峰或波谷时耦出，则这三种波长光线的传播路径r_R(x)、r_G(x)、r_B(x)需要满足：

或者，满足：

图2以RGB三种波长的光线在波峰位置处耦出为例示出。

本发明实施例中，可以将所有波长的光线均在波峰耦出、或者在波谷耦出，如图2所示；或者，由于光波导本体20为对称结构，也可以将部分光线在波峰耦出、另外部分光线在波谷耦出。

例如，可选地，参见图6所示，该耦入光栅10与光波导本体20的耦入端21共轴且间隔设置，使得耦入光栅10的正负级次衍射光线能够被全部利用，效率更高。

本发明实施例提供一种光波导本体20，其厚度d为5mm，中心位置处的折射率n₀为1.98；ε为0.1，α为2，得到折射率分布如图7所示。并且，基于上式(2)确定RGB三种波长光线的传播路径，且传播路径可参见图8所示，其横坐标表示光波导长度，纵坐标表示径向距离r与d/2的比值。由图8可以得到，该光波导本体20的长度L可以为0.05m，此时可以使得RGB三种波长光线平行耦出。

基于同样的发明构思，本发明实施例还提供一种成像***，该成像***具体可应用于AR眼镜中。参见图9和图10所示，该成像***包括：图像源30和如上任一实施例提供的衍射光波导；该衍射光波导包括耦入光栅10和光波导本体20。其中，图像源30用于向衍射光波导的耦入光栅10出射多波长的成像光线；衍射光波导用于将成像光线传输至观察位置100。例如，该成像光线包括红光波段的光线、绿光波段的光线和蓝光波段的光线。

可选地，参见图9所示，该成像***还包括：反射镜40；该反射镜40位于衍射光波导耦出成像光线的一侧，例如，位于光波导本体20的耦出端22，用于将衍射光波导耦出的成像光线反射至观察位置100。

此外可选地，由于不同波长的光线经光波导本体20传播后，其以平行但非共线的方式耦出，不同波长的光线之间间隔有一定距离，本实施例通过设置能够调整反射角度的反射镜40，以缩小不同波长光线之间的间距，实现近似共线。具体地，参见图9所示，该反射镜40用于以比第一角度更大的第二角度反射光线；其中，该第一角度为衍射光波导所耦出的成像光线(即，入射至反射镜40的成像光线)与反射镜40的法线之间的夹角，第二角度为反射镜40所反射的成像光线与反射镜40的法线之间的夹角。

本发明实施例中，该反射镜40可以为超表面，该超表面能够以更大的反射角对入射光进行反射；其中，该第一角度即为入射至该超表面的光线的入射角，第二角度即为该超表面所反射光线的反射角。利用该反射镜40实现以更大的反射角反射光线，可以缩小不同波长光线之间的间距，实现近似共线。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换的技术方案，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种衍射光波导，其特征在于，包括：光波导本体(20)；

所述光波导本体(20)在厚度方向上折射率渐变，且所述折射率从中心向外依次减小；所述光波导本体(20)用于传输耦入的多束不同波长的光线，每种波长的光线在所述光波导本体(20)中传输时所生成的至少一个全反射点位于所述光波导本体(20)的耦出端(22)，并在耦出端(22)以平行的方式耦出所述多束不同波长的光线；

其中，所述光波导本体的厚度满足不同波长的光线进行全反射；

所述光波导本体(20)的长度L满足：

r'(x)_x＝L＝0±Δ；

其中，r(x)表示任一波长的光线在所述光波导本体(20)中的传播路径，所述传播路径r(x)表示在所述光波导本体(20)长度方向上的位置x与径向距离r之间的关系，且所述径向距离r表示在所述厚度方向上与所述光波导本体(20)的中心位置之间的距离；Δ表示所允许的误差。

2.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述传播路径r(x)满足：

其中，n_r表示径向距离r处的折射率，n₀表示所述光波导本体(20)的中心位置处的折射率，θ₀表示光线在所述中心位置处的入射角。

3.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述光波导本体(20)的折射率满足：

其中，n₀表示所述光波导本体(20)的中心位置处的折射率，d表示所述光波导本体(20)的厚度，r表示在所述厚度方向上与所述中心位置之间的径向距离，n_r表示径向距离r处的折射率；ε、α均为预设的系数。

4.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，

至少部分光线的所述传播路径r(x)均满足：r”(x)＞0；或者，

至少部分光线的所述传播路径r(x)均满足：r”(x)＜0。

5.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述光波导本体(20)的厚度d满足：

d＞2×max(r(x)_x＝L)；

其中，r(x)_x＝L表示任一波长的光线在所述耦出端(22)处所对应的径向距离，max(r(x)_x＝L)表示多种波长的光线在所述耦出端(22)处所对应的径向距离中的最大值。

6.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述多束不同波长的光线包括：红光波段的光线、绿光波段的光线和蓝光波段的光线。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的衍射光波导，其特征在于，还包括：耦入光栅(10)；

所述耦入光栅(10)位于所述光波导本体(20)的耦入端(21)，所述耦入光栅(10)用于将多束不同波长的光线耦入至所述光波导本体(20)。

8.根据权利要求7所述的衍射光波导，其特征在于，所述耦入光栅(10)与所述光波导本体(20)的耦入端(21)共轴且间隔设置。

9.一种成像***，其特征在于，包括：图像源(30)和如权利要求7或8所述的衍射光波导；

所述图像源(30)用于向所述衍射光波导的耦入光栅(10)出射多波长的成像光线；

所述衍射光波导用于将所述成像光线传输至观察位置。

10.根据权利要求9所述的成像***，其特征在于，还包括：反射镜(40)；

所述反射镜(40)位于所述衍射光波导耦出所述成像光线的一侧，用于将所述衍射光波导耦出的成像光线反射至所述观察位置。

11.根据权利要求10所述的成像***，其特征在于，所述反射镜(40)用于以比第一角度更大的第二角度反射光线；所述第一角度为所述衍射光波导所耦出的成像光线与所述反射镜(40)的法线之间的夹角，所述第二角度为所述反射镜(40)所反射的成像光线与所述反射镜(40)的法线之间的夹角。