本申请涉及光波导，具体涉及一种单向出光衍射光波导及其制备方法、显示设备。
背景技术：
1、在增强现实(ar)领域，光波导技术是其中一种关键技术，它允许图像光线在一个轻薄的透明介质中传播，并在适当的位置被折射出来，从而在用户的眼前呈现出图像。这种技术使得ar眼镜可以变得更加轻薄和透明，同时提供高质量的图像。光波导又可分为几何光波导和衍射光波导，衍射光波导又因为其在透过率和工艺上的优势成为目前的主流技术，衍射光波导利用光栅结构来实现光线的入射和出射。这些光栅可以通过模板压印，曝光等方式在波导基板上形成。
2、衍射光波导目前存在以下技术问题：其一是常规衍射光波导的问题，在传统的衍射光波导设计中，当光线入射到光栅时，它会被分为多个衍射级次。其中，0级是未衍射的光，而±1级、±2级等是衍射的光。但在大多数应用中，只有其中的一个衍射级次(例如+1级)被用于显示，而其他的衍射级次则被浪费，导致能量效率低下。
3、其二是双侧出光的问题，在常规的衍射光波导中，图像光线可能会从波导的两侧出射(这是由于衍射是存在反射式和透射式两种)，但用户只能从一个方向观看，这导致了另一侧的光线能量被浪费。
技术实现思路
1、本申请实施例的目的在于提供一种单向出光衍射光波导及其制备方法、显示设备，能够提高能量利用率，使得更多的光线能够进入人眼，减少能量浪费，且易于制作。
2、本申请实施例的一方面，提供了一种单向出光衍射光波导，包括基底，所述基底包括耦入光栅元件和耦出光栅元件，所述耦入光栅元件和所述耦出光栅元件中的至少一个包括非对称复合光栅；
3、所述非对称复合光栅包括截面形状关于光栅轴面对称或近似对称的第一光栅结构，还包括堆叠在所述第一光栅结构上的第二光栅结构，所述第二光栅结构关于所述光栅轴面非对称，所述第二光栅结构的材料为非金属，所述第二光栅结构和所述第一光栅结构的光栅周期相同。
4、可选地，所述非对称复合光栅的衍射能量分布对预设衍射级次具有偏好性，使得偏好的预设衍射级次能量是其他任一衍射级次能量的至少1.5倍。
5、可选地，所述第一光栅结构的形状为矩形，所述第二光栅结构位于所述第一光栅结构的上表面和所述第一光栅结构的其中一个侧面。
6、可选地，所述第二光栅结构的折射率大于所述第一光栅结构的折射率。
7、可选地，所述第二光栅结构沿周期排布方向的厚度小于一个所述第一光栅结构的光栅周期。
8、可选地，所述第二光栅结构的材料至少包括氧化物、硅酸盐和氟化物中的任意一种。
9、可选地，所述基底上还设置有扩瞳光栅，经所述耦入光栅入射的光线经所述扩瞳光栅后由所述耦出光栅出射。
10、本申请实施例的另一方面，提供了一种单向出光衍射光波导的制备方法，用于制备上述的单向出光衍射光波导，所述方法包括：
11、使用第一材料在基底上形成沿光栅轴面对称或近似对称的第一光栅结构；
12、使用第二材料在所述第一光栅结构上形成第二光栅结构，以形成非对称复合光栅；所述第二材料为非金属，所述第二光栅结构沿所述光栅轴面非对称设置，所述第二光栅结构和所述第一光栅结构的光栅周期相同；
13、形成耦入光栅元件和耦出光栅元件，以使所述耦入光栅元件和所述耦出光栅元件中的至少一个包括所述非对称复合光栅。
14、可选地，所述使用第二材料在所述第一光栅结构上形成第二光栅结构，以形成非对称复合光栅，包括：
15、将带有所述第一光栅结构的基底浸入含有所述第二材料的溶液中，以在所述第一光栅结构上沉积所述第二光栅结构；
16、对所述第二光栅结构进行修割，以使所述第二光栅结构的上表面与所述基底的表面形成夹角；
17、或者，在第一光栅结构上定向镀制所述第二光栅结构。
18、本申请实施例的又一方面，提供了显示设备，包括上述的单向出光衍射光波导。
19、本申请实施例提供的单向出光衍射光波导及其制备方法、显示设备，通过在基底上形成非对称复合光栅以解决现有技术能量效率低下、能量被浪费的问题；非对称复合光栅包括对称的第一光栅结构和非对称的第二光栅结构，第二光栅结构设置在第一光栅结构上，第二光栅结构的材料为非金属，第二光栅结构和第一光栅结构的光栅周期相同；第一光栅结构为常规光栅，制作容易；第二光栅结构通过介质膜层的方式呈现，在第一光栅结构上制作介质膜层也较为容易，相比于可以实现类似功能的所谓倾斜光栅，所述非对称复合光栅的整体制作难度低；因此，本申请实施例提供的单向出光衍射光波导，通过非对称复合光栅的设置及制备，不仅能够提高能量利用率，使得更多的光线能够进入人眼，减少能量浪费，且制作容易、成本低。
1.一种单向出光衍射光波导，其特征在于，包括：基底，所述基底包括耦入光栅元件和耦出光栅元件，所述耦入光栅元件和所述耦出光栅元件中的至少一个包括非对称复合光栅；
2.根据权利要求1所述的单向出光衍射光波导，其特征在于，所述非对称复合光栅的衍射能量分布对预设衍射级次具有偏好性，使得偏好的预设衍射级次能量是其他任一衍射级次能量的至少1.5倍。
3.根据权利要求1或2所述的单向出光衍射光波导，其特征在于，所述第一光栅结构的形状为矩形，所述第二光栅结构位于所述第一光栅结构的上表面和所述第一光栅结构的其中一个侧面。
4.根据权利要求1所述的单向出光衍射光波导，其特征在于，所述第二光栅结构的折射率大于所述第一光栅结构的折射率。
5.根据权利要求1所述的单向出光衍射光波导，其特征在于，所述第二光栅结构沿周期排布方向的厚度小于一个所述第一光栅结构的光栅周期。
6.根据权利要求1所述的单向出光衍射光波导，其特征在于，所述第二光栅结构的材料至少包括氧化物、硅酸盐和氟化物中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的单向出光衍射光波导，其特征在于，所述基底上还设置有扩瞳光栅，经所述耦入光栅入射的光线经所述扩瞳光栅后由所述耦出光栅出射。
8.一种单向出光衍射光波导的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1至7任一项所述的单向出光衍射光波导，所述方法包括：
9.根据权利要求8所述的单向出光衍射光波导的制备方法，其特征在于，所述使用第二材料在所述第一光栅结构上形成第二光栅结构，以形成非对称复合光栅，包括：
10.一种显示设备，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的单向出光衍射光波导。
