一种光栅对准方法、光栅结构加工方法及光波导镜片

摘要

本申请提供了一种光栅对准方法、光栅结构加工方法及光波导镜片，该光栅对准方法包括：准备制备有二维光栅结构的基板；使具有相干性的第一平行光和第二平行光形成的干涉条纹至少照射二维光栅结构的部分区域；探测干涉条纹照射在二维光栅结构上所形成的莫尔条纹；根据探测得到的莫尔条纹，调整第一平行光和/或第二平行光以形成满足预设条件的曝光用干涉条纹，其中，满足预设条件的曝光用干涉条纹的周期的大小和方向与二维光栅结构的每一个周期的大小和方向均一致；将满足预设条件的曝光用干涉条纹与已有光栅结构的周期进行对准，使后续构造的光栅结构与该已有二维光栅结构的周期对准，提高了光栅的对准精度和光栅的加工精度。

权利要求

1.一种光栅对准方法，其特征在于，

准备制备有二维光栅结构的基板；

使具有相干性的第一平行光和第二平行光形成的干涉条纹至少照射所述二维光栅结构的部分区域；

探测所述干涉条纹照射在所述二维光栅结构上所形成的莫尔条纹，包括：利用检测组件接收所述莫尔条纹中各条纹所分别产生的光线，将所述莫尔条纹中各条纹分别产生的光线转换为电信号；

根据探测得到的莫尔条纹，调整所述第一平行光和/或所述第二平行光以形成满足预设条件的曝光用干涉条纹，包括：计算各条纹所产生的光线转换的电信号与设定值之间的电信号差值；

当各条纹所产生的光线转换电信号与设定值之间的电信号差值中存在大于电信号差值阈值的电信号差值时，确定曝光用干涉条纹的周期与所述二维光栅结构的周期不一致，调整所述第一平行光和/或所述第二平行光照射所述二维光栅结构时的入射角度，使得调整入射角度后的所述第一平行光和所述第二平行光在所述二维光栅结构形成满足预设条件的曝光用干涉条纹；

其中，满足预设条件的曝光用干涉条纹的周期的大小和方向与所述二维光栅结构的每一个周期的大小和方向均一致。

2.根据权利要求1所述的光栅对准方法，其特征在于，所述莫尔条纹是由以下方式形成：所述第一平行光经过所述二维光栅的衍射得到第一衍射光，所述第二平行光经过所述二维光栅的衍射得到第二衍射光，所述第一衍射光和第二衍射光在空间中叠加形成莫尔条纹。

3.根据权利要求2所述的光栅对准方法，其特征在于，所述第一衍射光为所述第一平行光的0级衍射光，所述第二衍射光为所述第二平行光的‑1级衍射光。

4.根据权利要求1所述的光栅对准方法，其特征在于，根据探测得到的莫尔条纹，调整所述第一平行光和/或所述第二平行光以形成满足预设条件的曝光用干涉条纹，还包括：当各条纹所产生的光线转换电信号之间的电信号与设定值差值均小于电信号差值阈值时，确定曝光用干涉条纹的周期与所述二维光栅结构的周期一致。

5.根据权利要求1所述的光栅对准方法，其特征在于，所述检测组件，采用电荷耦合器件或者光电传感器。

6.根据权利要求1所述的光栅对准方法，其特征在于，使具有相干性的第一平行光和第二平行光形成的干涉条纹至少照射所述二维光栅结构的部分区域，包括：通过干涉曝光组件向所述二维光栅结构发射具有相干性的第一平行光和第二平行光。

7.根据权利要求6所述的光栅对准方法，其特征在于，所述干涉曝光组件，采用：劳埃镜曝光组件或者双光束曝光组件。

8.一种光栅结构加工方法，所述光栅结构加工方法使用如权利要求1至7中任一项所述的光栅对准方法进行栅线对准，其特征在于，所述加工方法包括：在制备有二维光栅结构的基板上涂覆光致抗蚀剂；

对涂覆有所述光致抗蚀剂的所述基板进行栅线对准；

通过满足预设条件的曝光用干涉条纹对栅线对准后的所述基板的待刻蚀区的光致抗蚀剂进行曝光，并对曝光后的所述待刻蚀区进行显影、清洗和刻蚀。

9.根据权利要求8所述的光栅结构加工方法，其特征在于，所述方法还包括：在基板上制备两个叠加的一维光栅结构以获得所述二维光栅结构。

10.一种光波导镜片，所述光波导镜片的光栅结构由如权利要求8或9所述的光栅结构加工方法加工而来，其特征在于，所述光波导镜片包括：基板；

光栅结构，所述光栅结构设于所述基板表面或内部，所述光栅结构为多个。

说明书

一种光栅对准方法、光栅结构加工方法及光波导镜片

技术领域

[0001] 本申请涉及光栅加工技术领域，具体而言，涉及一种光栅对准方法、光栅结构加工方法及光波导镜片。

背景技术

[0002] 目前，增强现实（Augmented Reality，AR）近眼显示系统中，衍射光波导是重要的成像器件。衍射光波导，通常由波导片以及设置在波导片上的光栅结构组成。

[0003] 在波导片上制备光栅结构时，需要先使用额外的工具对各光栅进行周期对准，但各光栅之间进行周期对准的误差较大，难以将各个光栅精确对准。

发明内容

[0004] 为解决上述问题，本申请实施例的目的在于提供一种光栅对准方法、光栅结构加工方法及光波导镜片。

[0005] 第一方面，本申请实施例提供了一种光栅对准方法，包括：

[0006] 准备制备有二维光栅结构的基板；

[0007] 使具有相干性的第一平行光和第二平行光形成的干涉条纹至少照射所述二维光栅结构的部分区域；

[0008] 探测所述干涉条纹照射在所述二维光栅结构上所形成的莫尔条纹；

[0009] 根据探测得到的莫尔条纹，调整所述第一平行光和/或所述第二平行光以形成满足预设条件的曝光用干涉条纹，其中，满足预设条件的曝光用干涉条纹的周期的大小和方
向与所述二维光栅结构的每一个周期的大小和方向均一致。

[0010] 第二方面，本申请实施例还提供了一种光栅结构加工方法，所述光栅结构加工方法使用上述第一方面所述的光栅对准方法进行栅线对准，所述加工方法包括：

[0011] 在完成栅线对准的制备有二维光栅结构的基板上涂覆光致抗蚀剂；

[0012] 通过满足预设条件的曝光用干涉条纹对所述基板的待刻蚀区的光致抗蚀剂进行曝光，并对曝光后的所述待刻蚀区进行显影、清洗和刻蚀。

[0013] 第三方面，本申请实施例还提供了一种光波导镜片，所述光波导镜片的光栅结构由上述第二方面所述的光栅结构加工方法加工而来，所述光波导镜片包括：

[0014] 基板；

[0015] 光栅结构，所述光栅结构设于所述基板表面或内部，所述光栅结构为多个。

[0016] 本申请实施例上述第一方面至第三方面提供的方案中，通过具有相干性的第一平行光和第二平行光形成的干涉条纹分别照射基板已有二维光栅结构并形成莫尔条纹，然后
根据探测得到的莫尔条纹，调整所述第一平行光和/或所述第二平行光以形成满足预设条
件的曝光用干涉条纹，其中，满足预设条件的曝光用干涉条纹的周期的大小和方向与所述
二维光栅结构的每一个周期的大小和方向均一致，与相关技术中使用额外的工具进行光栅
的周期对准的方式相比，无需使用额外的工具就可以完成光栅周期对准的需求，巧妙地利
用曝光使用的第一平行光和第二平行光对已有二维光栅结构进行照射而产生的曝光用干
涉条纹在二维光栅结构形成的莫尔条纹，将满足预设条件的曝光用干涉条纹与已有光栅结
构的周期进行对准，使后续构造的光栅结构与该已有二维光栅结构的周期对准，提高了光
栅的对准精度和光栅的加工精度。

[0017] 为使本申请的上述目的、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

[0018] 为了更清楚地说明本申请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
申请的一些实施例，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。

[0019] 图1示出了本申请实施例所提供的基于一维光栅的衍射光波导的结构示意图；

[0020] 图2示出了本申请实施例所提供的基于二维光栅的衍射光波导示意图；

[0021] 图3示出了本申请实施例所提供的一种光栅对准方法的流程图；

[0022] 图4示出了本申请实施例所提供的一种光栅对准方法中，光栅对准方法中所使用的基于二维光栅的衍射光波导的示意图；

[0023] 图5示出了本申请实施例所提供的一种光栅对准方法中，利用具有相干性的第一平行光和第二平行光形成的干涉条纹照射二维光栅结构的示意图；

[0024] 图6示出了本申请实施例所提供的一种光栅对准方法中，第一衍射光和第二衍射光形成的莫尔条纹的图案示意图；

[0025] 图7示出了本申请实施例所提供的一种光栅对准方法中，双光束曝光组件的结构示意图；

[0026] 图8示出了本申请实施例所提供的一种光栅结构加工方法的流程图；

[0027] 图9示出了本申请实施例所提供的一种光栅结构加工方法中所使用的耦入刻蚀挡板；

[0028] 图10示出了本申请实施例所提供的一种光栅结构加工方法中所使用的耦出刻蚀挡板；

[0029] 图11示出了本申请实施例所提供的一种光栅结构加工方法中所使用的转折刻蚀挡板；

[0030] 图12示出了本申请实施例所提供的一种光栅结构加工方法中所加工出的基板。

具体实施方式

[0031] 在本申请的描述中，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申请和简化描述，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申请的限制。

[0032] 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。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，
除非另有明确具体的限定。

[0033] 在本申请中，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申
请中的具体含义。

[0034] 目前， AR近眼显示系统中，衍射光波导是重要的成像器件。衍射光波导，通常由波导片以及设置在波导片上的光栅结构组成。多个光栅结构互相配合，将显示画面投射入人
眼内。其中，由于上述多个光栅结构的周期和方向各不相同，所以需要在制作衍射光波导时
分别制作；但是，上述多个光栅结构的周期和方向又需要满足严格的数学关系，否则就可能
导致成像质量下降、畸变等问题。

[0035] 相关技术中，对多个衍射光栅进行对准的方法，包括：1、使用毫米级别精度的治具进行衍射光栅的对准加工；2、利用标记图形进行多个衍射光栅的对准：即使用提前制作好
的标记图形（通常是微米级的结构，例如十字叉丝）进行多个衍射光栅的对准，通过使多个
待对准结构的标记图形互相对准来确保对位精度。上述两种对准方法均依赖于标记的质量
和对准算法，在波导片上制备光栅结构时，无论是利用治具进行对准还是标记图形进行对
准，都需要先使用额外的工具对各光栅进行周期对准，但各光栅之间进行周期对准的误差
较大，难以将各个光栅精确对准。

[0036] 以基于一维光栅的衍射光波导为例介绍衍射光波导的原理：

[0037] 参见图1所示的基于一维光栅的衍射光波导的结构示意图，该一维光栅的衍射光波导，包括：平板玻璃100，以及位于平板玻璃表面的三个一维光栅：耦入光栅101、转折光栅
102和耦出光栅103。

[0038] 相应的工作原理为：1、被显示的虚拟图像从光机输出照射到耦入光栅101，图1中示意性的给出了一根入射光线201。入射光线被耦入光栅衍射后以特定角度进入平板玻璃
100，该角度满足在平板玻璃内的全反射条件，因此入射光线 201会被束缚在波导中全反射
传播；2、入射光线201经全反射传播入射到转折光栅102，其中一部分沿原方向继续传播，另
一部分则被转折光栅102再次衍射以新的方向和角度（在图1中是向下）传播。在整个转折光
栅区域，入射光线201边传播边衍射，从而实现光线201沿着水平方向的扩展；3、入射光线
201被转折光栅102转折后传播至耦出光栅103，耦出光栅再次对入射光线201进行衍射，使
入射光线201从平板玻璃100中耦出，进入人眼成像。同样，在耦出光栅区域光线仍然会被继
续边传播边衍射，因此可以实现光线沿着竖直方向的扩展。4、整个波导实现的功能是将耦
入光线201扩展为多个耦出光线202，并且使多个耦出光线202中的各耦出光线从不同于入
射位置的位置分别耦出。

[0039] 在一个实施方式中，参见图2所示的基于二维光栅的衍射光波导示意图，图1中的转折光栅102和耦出光栅103可以合并为一个二维光栅作为耦出光栅203，该二维光栅可以
同时起到转折与耦出的作用。

[0040] 在本申请中仅以图1所示的一维光栅构型为例对衍射光波导的原理进行说明，但本申请也可以用于如图2所示的二维光栅的构型实现衍射光波导。

[0041] 如图2所示，在衍射光波导200的基板202上具有耦入光栅201（对应本申请的待刻蚀光栅，是个一维光栅，通过曝光用干涉条纹加工出来）和耦出光栅203（对应本申请的二维
光栅结构，即，是个二维光栅）；在上述衍射光波导200中，由光机发射的入射光204通过耦入
光栅201耦入光波导镜片200，并被耦出光栅203耦出光波导镜片200，得到出射光205。

[0042] 根据上述衍射光波导的原理不难看出，衍射光波导的一个核心是需要保证入射光线201与被光波导衍射后耦出的耦出光线202保证严格的平行或镜像关系，从而确保耦出的
图像与原始图像不存在任何畸变。为了做到这一点，就需要保证耦入光栅101、转折光栅
102、耦出光栅103的周期大小和方向满足严格的数学关系。一旦所制作的光栅不满足相应
关系，就会存在成像质量下降、畸变等问题，影响用户的使用体验。

[0043] 基于此，本申请以下各实施例提出一种光栅对准方法、光栅结构加工方法及光波导镜片，可以达到以下目的和效果：

[0044] 1、针对相关技术中，在波导片上制备光栅时，各个光栅之间对准的误差较大，难以将各个光栅精确对准的问题，本申请中提出的光栅对准方法，利用莫尔条纹，直观的判断待
制备的一维光栅的平行光产生的干涉条纹的周期是否符合预期，方向是否与基板上的已经
制备完成的光栅对齐，从而实现简便但准确的调制出制备周期和方向均符合预期的光栅结
构的平行光。

[0045] 2、将上述光栅对准方法应用于波导片的加工方法中，或至少应用于在波导片上加工光栅的方法中，相较于现有技术，可以有效提升波导片上光栅结构的制造精度，避免或减
少波导片成像质量下降、畸变等问题。

[0046] 3、在对应于上述1的光栅对准方法和上述2的光栅加工方法的装置中，仅需要在干涉曝光装置中增加相应的检测装置，就可以有效提升产品制造精度的同时成本较低，且可
以应用于各种不同的干涉曝光装置中，通用性较好。

[0047] 为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和实施例对本申请做进一步详细的说明。
实施例

[0048] 为了在制作AR衍射光波导时，将光栅进行对准操作，使得光栅的周期和其相对于（已经制备好的）光栅的方向处于预设的范围内，本实施例通过已经制备在波导基片上的光
栅，通过使两束平行光（该两束平行光可以发生干涉，其干涉条纹用于在基板上光刻/曝光
光刻胶，从而制备一维光栅）照射已制备好的光栅，在空间中形成莫尔纹，通过测量莫尔纹
的参数，来确定一维光栅是否已经对准或其周期是否符合预期。

[0049] 参见图3所示的一种光栅对准方法的流程图和图4所示的光栅对准方法中所使用的基于二维光栅的衍射光波导示意图，本实施例提出一种光栅对准方法，包括以下具体步
骤：

[0050] 步骤100、准备制备有二维光栅结构的基板。

[0051] 步骤102、使具有相干性的第一平行光和第二平行光形成的干涉条纹至少照射二维光栅结构的部分区域。

[0052] 在上述步骤102中，参见图5所示的利用具有相干性的第一平行光和第二平行光形成的干涉条纹照射二维光栅结构的示意图，第一平行光沿箭头S1方向照射二维光栅结构，
第二平行光沿箭头S2方向照射二维光栅结构，第一平行光和第二平行光经过二维光栅结构
的衍射可以得到多级衍射光，例如，当光栅结构为二维光栅时，第一衍射光为第一平行光的
0级衍射光，第二衍射光为第二平行光的‑1级衍射光，第一衍射光和第二衍射光沿各自的箭
头指向方向进行传播。

[0053] 通过干涉曝光组件向二维光栅结构发射具有相干性的第一平行光和第二平行光。

[0054] 干涉曝光组件，采用但不限于：劳埃镜曝光组件或者双光束曝光组件。

[0055] 步骤104、探测干涉条纹照射在二维光栅结构上所形成的莫尔条纹。

[0056] 在上述步骤104中，参见图6所示的第一衍射光和第二衍射光形成的莫尔条纹的图案示意图，莫尔条纹为明暗间隔的条纹，且暗条纹处并非完全无光，换言之，暗条纹处仍有
少量光线出射。

[0057] 为了对干涉条纹照射在二维光栅结构上所形成的莫尔条纹进行探测，可以使用检测组件对莫尔条纹中的各条纹所分别产生的光线进行探测和接收，并将接收到的莫尔条纹
中的各条纹所分别产生的光线进行光电转换，得到莫尔条纹中的各条纹所分别产生的光线
光电转换后的电信号。

[0058] 检测组件，包括但不限于：CCD或者光电传感器。

[0059] 当检测组件为CCD时，CCD可以直接获得莫尔条纹的图案，以供使用者直观的看到莫尔条纹的图案的形状以及图案是否随着调整发生变化及图案的变化是否符合预期，从而
根据具体图案来判断第一平行光和第二平行光形成的干涉条纹是否符合预期。

[0060] 当检测组件为光电传感器时，可以设置多个光电传感器，分别接收莫尔条纹中明条纹处产生的光线和暗条纹处产生的光线，并分别将接收到的光线转化为电信号，通过分
析各个光电传感器之间电信号的差值，使用者可以判断出莫尔条纹的形状是否符合预期，
也可以计算出莫尔条纹是否发生变化，从而判断第一平行光和第二平行光形成的干涉纹样
是否符合预期。

[0061] 具体地，干涉条纹照射在二维光栅结构上所形成的莫尔条纹，包括：

[0062] 第一平行光经过二维光栅的衍射得到第一衍射光，第二平行光经过二维光栅的衍射得到第二衍射光，第一衍射光和第二衍射光在空间中叠加形成莫尔条纹。

[0063] 如图5所示，空间，是指离开二维光栅表面的上方中的一个位置，并且这个空间位置位于第一衍射光和第二衍射光的光路上。

[0064] 在一个实施方式中，第一衍射光为第一平行光的0级衍射光，第二衍射光为第二平行光的‑1级衍射光。

[0065] 对根据探测得到的莫尔条纹进行处理，可以得到莫尔条纹的参数；莫尔条纹的参数，包括：莫尔条纹的疏密（周期）以及莫尔条纹的指向；莫尔条纹的图案如图6所示，当第一
衍射光和第二衍射光的方向一致性较高（即第一衍射光和第二衍射光的夹角较小）时，莫尔
条纹较为稀疏（即莫尔条纹周期较大），而第一衍射光和第二衍射光的方向一致性可以反映
第一平行光和第二平行光在基板上形成的干涉条纹的方向与光栅结构的方向的一致性。

[0066] 步骤106、根据探测得到的莫尔条纹，调整第一平行光和/或第二平行光以形成满足预设条件的曝光用干涉条纹，其中，满足预设条件的曝光用干涉条纹的周期的大小和方
向与二维光栅结构的每一个周期的大小和方向均一致。

[0067] 在上述步骤106中，满足预设条件的曝光用干涉条纹的周期的大小和方向与二维光栅结构的每一个周期的大小和方向均一致，或者说，满足预设条件的曝光用干涉条纹的
矢量方向和大小与二维光栅矢量方向和大小均一致。

[0068] 具体地，为了调整第一平行光和/或第二平行光，以形成满足预设条件的曝光用干涉条纹，可以执行以下步骤（1）至步骤（3）：

[0069] （1）计算各条纹所产生的光线转换的电信号与设定值之间的电信号差值；

[0070] （2）当各条纹所产生的光线转换电信号与设定值之间的电信号差值中存在大于电信号差值阈值的电信号差值时，确定曝光用干涉条纹的周期与二维光栅结构的周期不一
致，调整第一平行光和/或第二平行光照射二维光栅结构时的入射角度，使得调整入射角度
后的第一平行光和第二平行光在二维光栅结构形成满足预设条件的曝光用干涉条纹；

[0071] （3）当各条纹所产生的光线转换电信号之间的电信号与设定值差值均小于电信号差值阈值时，确定曝光用干涉条纹的周期与二维光栅结构的周期一致。

[0072] 在上述步骤（1）中，电信号为测量值；设定值是通过理论计算得到的数值，计算各条纹所产生的光线转换的电信号与设定值之间的电信号差值，就是将测量值与设定值进行
对比，差值就是测量值与设定值的差异。

[0073] 这里，电信号与设定值之间的电信号差值有两种计算方法：

[0074] 第一种，可以计算在电信号和设定值的强度差，例如：比较电信号（如：实际测得的电压）与设定值之间的差值。

[0075] 第二种，可以比较电信号与设定值的位置差异，例如：设定坐标系，测量得到的电信号强度为0.5的位置应当是出现在设定值为0.8的位置上。

[0076] 在上述步骤（2）中，电信号差值阈值，为预设值。

[0077] 这里，继续对能够作为干涉曝光组件的双光束曝光组件做详细说明：参见图7所示的双光束曝光组件的结构示意图，该双光束曝光组件，包括：激光器1，波片2，分束棱镜3，第
一反射镜4，第二反射镜5，第三反射镜6，第一显微物镜7，第二显微物镜8，第一针孔9，第二
针孔10，第一准直透镜11，第二准直透镜12，已有二维结构的待光刻基板13，第一遮光板14，
第二遮光板15，激光器1发射光束射入波片2，由波片调整偏振态后射入分束棱镜3，有分束
棱镜将光束分为两束，第一束光经第三反射镜6反射后进入第一显微物镜7中，经第一显微
物镜聚焦后进入第一针孔9，经第一针孔滤波后进入第一准直透镜11，经第一准直透镜准直
后成为第一平行光；第二束光依次经第一、第二反射镜反射后进入第二显微物镜8，经第二
显微物镜聚焦后进入第二针孔10，经第二针孔滤波后进入第二准直透镜12，经第二准直透
镜准直后成为第二平行光。

[0078] 在本实施例提出的光栅对准方法的基础上，参见图8所示的一种光栅结构加工方法的流程图，光栅结构加工方法使用上述的光栅对准方法进行栅线对准，加工方法包括以
下具体步骤：

[0079] 步骤800、在制备有二维光栅结构的基板上涂覆光致抗蚀剂。

[0080] 在上述步骤800中，在基板上涂覆光致抗蚀剂之前，需要在基板上制备两个叠加的一维光栅结构以获得二维光栅结构。

[0081] 步骤802、对涂覆有光致抗蚀剂的基板进行栅线对准。

[0082] 步骤804、通过满足预设条件的曝光用干涉条纹对栅线对准后的基板的待刻蚀区的光致抗蚀剂进行曝光，并对曝光后的待刻蚀区进行显影、清洗和刻蚀。

[0083] 示例地，根据上述光栅结构加工方法，加工光栅结构，或者说制造AR设备中所使用的衍射光波导的具体方法的流程如下：

[0084] （1）准备已有周期性二维光栅结构的基板，对基板进行匀胶、烘干处理，并使用棉棒蘸丙酮溶液擦拭掉已有的二维光栅结构上的光刻胶；其中，基板上预设有待光刻的一维
光栅区域；

[0085] （2）利用干涉曝光组件中的第一遮光板14与第二遮光板15，对干涉曝光组件发出的、具有相干性的第一平行光和第二平行光中的部分光线进行遮挡，只留能够照射到已有
二维光栅结构的部分光，从而保护待光刻一维光栅区域的光刻胶不被曝光；

[0086] （3）没有被第一遮光板14与第二遮光板15挡住的第一平行光与第二平行光在已有二维光栅结构的基板表面处交会叠加发生干涉生成干涉条纹，干涉条纹与二维光栅结构两
个周期性结构叠加生成莫尔条纹，通过调整第一平行光与第二平行光这两束平行光的入射
角度，对第一平行光与第二平行光在二维光栅结构表面的叠加角度进行改变，使干涉条纹
与二维光栅结构叠加生成的莫尔条纹的疏密发生变化；当莫尔条纹最疏时，即莫尔条纹为
均匀的白色或均匀的黑色时，说明第一平行光与第二平行光叠加所得的干涉条纹与已有二
维光栅结构的周期一致；

[0087] （4）关闭干涉曝光组件，撤开第一遮光板14和第二遮光板15，待曝光环境稳定后，打开干涉曝光组件中的激光器对待光刻的一维光栅区域进行光刻，并在光刻结束后，对基
板进行显影、冲洗、吹干、烘烤等后续工艺，此时待光刻区域已有和二维区域周期相同的光
栅区域。

[0088] 通过上述方法，干涉曝光组件发射出的第一平行光与第二平行光，可以在二维光栅结构表面形成周期性的干涉条纹，所述干涉纹样可以光刻/曝光基板表面的光刻胶，以为
后续的刻蚀工艺提供周期性图案，在刻蚀之后，基板上即可制备得到光栅结构；并且，通过
调整平行光束的参数，以形成不同的干涉纹样，从而控制基板上最终制备得到的光栅结构
的光学特性。

[0089] 本实施例提出的光栅结构加工方法，可以用于加工如图1所示的具有耦入光栅101、转折光栅102、耦出光栅103的衍射光波导，也可以用于加工如图2所示的一块一维光栅
201加一块二维光栅203组成的衍射光波导。

[0090] 在加工如图2所示的衍射光波导的一维光栅201时，可以直接使用上述的光栅结构加工方法， 使平行光照射二维光栅203，得到莫尔条纹，再进行对平行光的调整。

[0091] 而在加工如图1所示的三块一维光栅组成的衍射光波导时，可以通过使平行光照射转折光栅102或耦出光栅103以得出莫尔条纹，还可以在基板上选取一片区域，再分别加
工转折光栅102和耦出光栅103时，使加工得到的转折光栅102和耦出光栅103的干涉条纹曝
光上述区域，从而在完成加工转折光栅102和耦出光栅103这两个一维光栅后，在上述区域
形成上述两个一维光栅叠加而成的二维光栅区域（参考光栅），再对参考光栅使用本实施例
提出的光栅结构加工方法。

[0092] 具体而言，可以在加工基板时，先使用如图9至图12所示的耦入刻蚀挡板16、耦出刻蚀挡板17和转折刻蚀挡板18中的任意两个，比如先选用耦出刻蚀挡板17和转折刻蚀挡板
18，再通过曝光、显影、清洗和刻蚀等工序，在基板上加工出耦出区和转折区的同时，加工出
叠加区，在叠加区制备出叠加有两块一维光栅结构参考光栅，再使用第三个挡板，即耦入刻
蚀挡板16，进行如上文所述的栅线对准方法，从而使用满足预设条件的曝光用干涉条纹，再
通过曝光、显影、清洗和刻蚀等工序加工耦入区，最终加工出经过栅线对准的设有三块一维
光栅的基板。

[0093] 作为衍射光波导的一种实现方式，本实施例还提出一种光波导镜片，光波导镜片的光栅结构由如上述的光栅结构加工方法加工而来，光波导镜片包括：基板和光栅结构。

[0094] 光栅结构设于基板表面或内部，光栅结构为多个。

[0095] 光波导镜片，作为衍射光波导的一种实现方式，可以应用在AR近眼显示系统中。

[0096] 在本实施例中，创造性的利用用于光刻一维光栅图案的平行光束照射在已经制备好的光栅结构中并形成莫尔条纹，既可以根据莫尔条纹判断一维光栅相对于已经制备好的
光栅结构的位置，又可以确定一维光栅的周期，达到了预料不到的技术效果。

[0097] 另外，在制备一维光栅或者整个衍射光波导时，引入上述的光栅对准方法和光栅结构加工方法，可以提高衍射光波导的制造精度，提高生产的良品率和生产效率。

[0098] 综上，本实施例提出一种光栅对准方法、光栅结构加工方法及光波导镜片，通过具有相干性的第一平行光和第二平行光形成的干涉条纹分别照射基板已有二维光栅结构并
形成莫尔条纹，然后根据探测得到的莫尔条纹，调整第一平行光和/或第二平行光以形成满
足预设条件的曝光用干涉条纹，其中，满足预设条件的曝光用干涉条纹的周期的大小和方
向与二维光栅结构的每一个周期的大小和方向均一致，与相关技术中使用额外的工具进行
光栅的周期对准的方式相比，无需使用额外的工具就可以完成光栅周期对准的需求，巧妙
地利用曝光使用的第一平行光和第二平行光对已有二维光栅结构进行照射而产生的曝光
用干涉条纹在二维光栅结构形成的莫尔条纹，将满足预设条件的曝光用干涉条纹与已有二
维光栅结构的周期进行对准，使后续构造的光栅结构与该已有二维光栅结构的周期对准，
提高了光栅的对准精度和光栅的加工精度。

[0099] 以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵
盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。