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摘要：本发明涉及一种光波导装置及其制备方法、AR近眼显示装置及其应用，在光波导装置的耦入端外表面堆叠有超表面结构层，光源器件发出的光经超表面结构层直接或者间接耦入光波导内传播。其中超表面结构层被配置为对发射至超表面结构层的第一光束进行相位调制，以使自超表面结构层出射的第二光束具备准直性与定向性。使得进入光波导内的光线具有准直性和定向性，以提高光的耦合效率，从而提高光能利用率和显示亮度。本申请的光波导装置加光源器件构成AR近眼显示装置，可应用于裸眼3D光场显示。超表面结构层不仅实现了显示面板出光的准直和定向性，提高光效和亮度，而且，有利于实现显示光机的轻薄化。
主权项：1.一种光波导装置，其特征在于，包括：光波导，具有间隔设置的耦入端与耦出端，信号光经所述耦入端耦入到所述光波导内传播至所述耦出端耦出到所述光波导外；超表面结构层，堆叠于所述光波导在所述耦入端的外表面，所述超表面结构层被配置为对发射至所述超表面结构层的第一光束进行相位调制，以使自所述超表面结构层出射的第二光束具备准直性与定向性；所述超表面结构层包括多个间隔阵列排布的且具有三种不同相位结构的超表面单元，一种相位结构对应的所述超表面单元能够对一种颜色的光进行相位调制；所述超表面单元对对应颜色的光进行相位调制，满足如下公式（1）~（3）： 在公式（1）中，为相位延迟，为准直延迟相位；为偏转至不同角度的相位；在公式（2）中，f为焦距，ni为入射至所述超表面结构层的光线所经过介质的折射率，λ表示不同颜色信号光的波长，xyz代表超表面结构的空间位置坐标；在公式（3）中，表示Z轴和偏转光束在XZ平面中投影之间的夹角；表示Z轴和偏转光束在YZ平面中投影之间的夹角；no表示所述光波导的折射率。
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