具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1～图14。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

参阅图2及图3，本发明提供一种光波导结构，所述光波导结构包括：第一光波导主体结构1，所述第一光波导主体结构1包括相对的第一表面101及第二表面102，所述第一光波导主体结构的第一表面101为平面，所述第一光波导主体结构的第二表面102包括第一阵列结构；第二光波导主体结构2，所述第二光波导主体结构2包括相对的第一表面201及第二表面202，所述第二光波导主体结构的第一表面201为平面，所述第二光波导主体结构的第二表面202包括第二阵列结构；其中，所述第一光波导主体结构的第二表面102与所述第二光波导主体结构的第二表面202相贴合，且在所述第一阵列结构与所述第二阵列结构之间具有平行设置的间隙3。

本发明的光波导结构，由于具有平行设置的低折射率的所述间隙3，从而可选择性地使得一部分入射光线耦合出所述光波导结构，同时使另一部分入射光线继续在所述光波导结构中传播，从而可以扩大所述光波导结构的出瞳范围，降低所述光波导结构的厚度。

具体的，参阅图4～图6，当入射光线4与间隙第一表面301的角度较小时，所述光线4会在所述间隙第一表面301处发生全反射，从而耦合出光波导，形成出射光线5。当另一组入射光线6与所述间隙第一表面301的角度较大时，所述入射光线6会穿过间隙第二表面302，形成穿透光线7，以继续在光波导主体材料内传播。其中，全反射临界角可通过所述间隙3内的材料的折射率与所述光波导主体材料的折射率来加以控制。本实施例中，所述间隙3内的材料介质为空气，从而折射率接近于1，但并非局限于此。

作为示例，所述间隙3的宽度w范围包括1μm～100μm。

具体的，可直接通过模具，制备所述第一光波导主体结构1及所述第二光波导主体结构2，且所述第一光波导主体结构1及所述第二光波导主体结构2在贴合后，即可直接形成所述间隙3。其中，所述第一光波导主体结构1及所述第二光波导主体结构2可均具有部分所述间隙3的空间，以便于在贴合所述第一光波导主体结构1及所述第二光波导主体结构2后，形成所述间隙3，但并非局限于此，也可仅在制备的所述第一光波导主体结构1或所述第二光波导主体结构2中预留所述间隙3的空间，以便于所述第一光波导主体结构1及所述第二光波导主体结构2进行贴合后，形成所述间隙3，关于所述间隙3的制备，此处不作过分限制。其中，所述间隙3的宽度w范围可包括1μm、5μm、50μm、100μm等，在不影响光线传播的前提下，可进行适当的选择；进一步的，所述间隙3的个数及分布可根据需要进行设置。本实施例中，优选所述第一光波导主体结构1及所述第二光波导主体结构2具有相同形貌，以通过同一模具制备所述第一光波导主体结构1及所述第二光波导主体结构2，从而可以降低工艺难度，节约生产成本，适合大规模生产，且优选所述间隙3等间距均匀分布，但并非局限于此。

作为示例，所述第一阵列结构为锯齿状结构，所述第二阵列结构为锯齿状结构，且所述第一阵列结构及所述第二阵列结构具有相同形貌；所述锯齿状结构包括若干个依次连接的齿部，且相邻所述齿部的齿尖间距d1与所述齿部的齿根间距d2相同，对应的所述齿部的高度小于对应的光波导主体结构的厚度，以便于工艺制备，降低工艺难度，形成具有良好贴合结构的所述光波导结构。

具体的，所述齿部包括第一齿面1021、2021及第二齿面1022、2022；其中，当贴合所述第一光波导主体结构1及第二光波导主体结构2时，在所述第一齿面1021及2021之间可形成所述间隙3；所述第二齿面1022、2022则可作为贴合面进行贴合，用于粘合固定，同时使得入射光线无损通过。

作为示例，所述第一光波导主体结构1的材料可以包括但不仅限于树脂或玻璃，所述第二光波导主体结构2的材料可以包括但不仅限于树脂或玻璃。

作为示例，所述间隙3中还可包括折射率小于所述第一光波导主体结构1及所述第二光波导主体结构2的光角度选择反射膜8，其中，所述光角度选择反射膜8包括MgF₂薄膜或SiO₂薄膜；所述光角度选择反射膜8的结构包括镂空纳米结构薄膜。

具体的，如图7，通过所述光角度选择反射膜8可进一步的改变全反射临界角，以扩大应用范围，其中，所述光角度选择反射膜8可为填充所述间隙3的所述MgF₂薄膜或SiO₂薄膜，在另一实施例中，所述光角度选择反射膜8也可为具有镂空纳米结构的所述MgF₂薄膜或SiO₂薄膜。

在另一示例中，如图8至图10所示，所述光波导结构还可包括镜片9、镜片10、镜片14、镜片15，所述镜片9、镜片10、镜片14、镜片15贴置于所述第一光波导主体结构1与所述第二光波导主体结构2贴合后形成的贴合结构的两端。

作为示例，所述镜片9、镜片10分别贴置于所述第一光波导主体结构1与所述第二光波导主体结构2贴合后形成的所述贴合结构的两端，且所述镜片9、镜片10与所述贴合结构形成平面状结合结构。

具体的，参阅图8及图9，可仅通过模具制作所述第一光波导主体结构1与所述第二光波导主体结构2，并通过贴合后，形成可作为核心结构的所述贴合结构，以便于所述贴合结构的重复利用，从而进一步节省成本，便于大规模低成本生产。

进一步的，参阅图10，所述第一光波导主体结构1与所述第二光波导主体结构2贴合后形成的所述贴合结构的两端还可包括贴合结构凸起部，所述镜片14、镜片15包括镜片凸起部，且所述贴合结构凸起部与所述镜片凸起部贴合后，可形成阶梯状结合结构B，以方便粘接及增强结构强度。

在另一实施例中，如图11至图14所示，所述第一光波导主体结构或所述第二光波导主体结构也可直接作为镜片。

具体的，参阅图11及12，所述第二光波导主体结构可直接作为镜片19，从而所述第一光波导主体结构18与所述镜片19只需进行1次粘合，即可形成具有间隙20的所述光波导结构。

进一步的，参阅图13及14，所述第二光波导主体结构可直接作为镜片21，且所述镜片21的形貌可采用中间带有凹槽22的椭圆形镜片，但所述镜片21的形貌并非局限于此，其中，所述第一光波导主体结构23可通过所述凹槽22，与所述镜片21进行1次粘合，即可形成所述光波导结构。

参阅图1～图14，本发明还提供一种光波导结构的制备方法，包括以下步骤：

制备第一光波导主体结构1及第二光波导主体结构2；其中，所述第一光波导主体结构1包括相对的第一表面101及第二表面102，所述第一光波导主体结构的第一表面101为平面，所述第一光波导主体结构的第二表面102具有第一阵列结构；所述第二光波导主体结构2包括相对的第一表面201及第二表面202，所述第二光波导主体结构的第一表面201为平面，所述第二光波导主体结构的第二表面202具有第二阵列结构；

将所述第一光波导主体结构的第二表面102与所述第二光波导主体结构的第二表面202相贴合，且在所述第一阵列结构与所述第二阵列结构之间形成平行设置的间隙3。

作为示例，所述第一光波导主体结构1的材料可以包括但不仅限于树脂或玻璃，所述第二光波导主体结构2的材料可以包括但不仅限于树脂或玻璃。

作为示例，可以基于同一模具制备所述第一光波导主体结构1及所述第二光波导主体结构2，即可以使用同一模具采用压印等工艺制备所述第一光波导主体结构1及所述第二光波导主体结构2，亦即，所述第一光波导主体结构1与所述第二光波导主体结构2具有相同结构，从而可以降低工艺难度，节约生产成本，以适合大规模生产。

作为示例，所述第一阵列结构及所述第二阵列结构为锯齿状结构，所述锯齿状结构包括若干个依次连接的齿部，且相邻所述齿部的齿尖间距d1与所述齿部的齿根间距d2相同，对应的所述齿部的高度小于对应的光波导主体结构的厚度，以便于工艺制备，降低工艺难度，形成具有良好贴合结构的所述光波导结构。

具体的，所述齿部包括第一齿面1021、2021及第二齿面1022、2022；其中，当贴合所述第一光波导主体结构1及第二光波导主体结构2时，在所述第一齿面1021及2021之间可形成所述间隙3，所述第二齿面1022、2022则可作为贴合面进行贴合，用于粘合固定，同时使得入射光线无损通过。

作为示例，形成的所述间隙3的宽度w范围可包括1μm～100μm。

具体的，可直接通过模具制备所述第一光波导主体结构1及所述第二光波导主体结构2，且所述第一光波导主体结构1及所述第二光波导主体结构2在贴合后，即可直接形成所述间隙3，其中，所述第一光波导主体结构1及所述第二光波导主体结构2可均具有部分所述间隙3的空间，以便于在贴合所述第一光波导主体结构1及所述第二光波导主体结构2后，形成所述间隙3，但并非局限于此，也可仅在制备的所述第一光波导主体结构1或所述第二光波导主体结构2中预留所述间隙3的空间，以便于所述第一光波导主体结构1及所述第二光波导主体结构2进行贴合后，形成所述间隙3，关于所述间隙3的制备，此处不作过分限制。其中，所述间隙3的宽度w范围可包括1μm、5μm、50μm、100μm等，在不影响光线传播的前提下，可进行适当的选择；进一步的，所述间隙3的个数及分布可根据需要进行设置。本实施例中，优选所述第一光波导主体结构1及所述第二光波导主体结构2具有相同形貌，以通过同一模具制备所述第一光波导主体结构1及所述第二光波导主体结构2，从而可以降低工艺难度，节约生产成本，适合大规模生产，且优选所述间隙3等间距均匀分布，但并非局限于此。

作为示例，还包括在所述间隙3中形成折射率小于所述第一光波导主体结构1及所述第二光波导主体结构2的光角度选择反射膜8的步骤，其中，所述光角度选择反射膜8包括MgF₂薄膜或SiO₂薄膜；所述光角度选择反射膜8的结构包括镂空纳米结构薄膜。

具体的，如图7，通过所述光角度选择反射膜8可进一步的改变全反射临界角，以扩大应用范围，其中，所述光角度选择反射膜8可为填充所述间隙3的所述MgF₂薄膜或SiO₂薄膜，在另一实施例中，所述光角度选择反射膜8也可为具有镂空纳米结构的所述MgF₂薄膜或SiO₂薄膜。形成所述光角度选择反射膜8的方法可包括但不仅限于物理气相沉积工艺、化学气相沉积工艺或原子层沉积工艺，所述光角度选择反射膜8可全面覆盖所述第二齿面1022及所述第二齿面2022中的一种或组合，或者所述光角度选择反射膜8可部分覆盖所述第二齿面1022及所述第二齿面2022中的一种或组合，在实际示例中，所述光学角度选择反射膜3的形成位置可以根据实际需要进行调整，当然所述光学角度选择反射膜3的材料的选择也可根据需要进行调整。

作为示例，参阅图8～图9，还包括步骤：

提供镜片9及镜片10；

将所述镜片9及镜片10贴置于由所述第一光波导主体结构1与所述第二光波导主体结构2贴合后形成的贴合结构的两端。

具体的，如图9所示，所述第一光波导主体结构1与所述第二光波导主体结构2贴合后形成的所述贴合结构的端面及所述镜片9及镜片10临近所述贴合结构的端面均为平面状。

在另一示例中，如图10所示，所述第一光波导主体结构1与所述第二光波导主体结构2贴合后形成的所述贴合结构的两端还可包括贴合结构凸起部，所述镜片14、15包括镜片凸起部，且所述贴合结构凸起部与所述镜片凸起部贴合后，可形成阶梯状结合结构B，以方便粘接及增强结构强度。

在另一实施例中，如图11至图14所示，所述第一光波导主体结构或所述第二光波导主体结构可直接作为镜片。

具体的，参阅图11及12，所述第二光波导主体结构可直接作为镜片19，从而所述第一光波导主体结构18与所述镜片19只需进行1次粘合，即可形成具有间隙20的所述光波导结构。

进一步的，参阅图13及14，所述第二光波导主体结构可直接作为镜片21，且所述镜片21的形貌可采用中间带有凹槽22的椭圆形镜片，但并非局限于此，所述第一光波导主体结构23可通过所述凹槽22，与所述镜片21进行1次粘合，即可形成所述光波导结构。

综上所述，本发明的光波导结构及其制备方法，所述光波导结构包括：第一光波导主体结构，所述第一光波导主体结构包括相对的第一表面及第二表面，所述第一光波导主体结构的第一表面为平面，所述第一光波导主体结构的第二表面具有第一阵列结构；第二光波导主体结构，所述第二光波导主体结构包括相对的第一表面及第二表面，所述第二光波导主体结构的第一表面为平面，所述第二光波导主体结构的第二表面具有第二阵列结构；其中，所述第一光波导主体结构的第二表面与所述第二光波导主体结构的第二表面相贴合，且在所述第一阵列结构与所述第二阵列结构之间具有平行设置的间隙。本发明的光波导结构通过具有第一阵列结构的第一光波导主体结构及具有第二阵列结构的第二光波导主体结构的贴合，可在光波导结构中形成平行设置的低折射率的间隙，从而可选择性地使一部分入射光线耦合出光波导结构，同时使另一部分入射光线继续在光波导结构中传播，从而可以扩大光波导结构的出瞳范围，降低光波导结构的厚度；同时，本发明的光波导结构简单、制备步骤简单、成本较低，适用于大规模低成本生产。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。