(a)表面浮雕光栅的部分衍射级和色散示意图,(b)全息体光栅的部分衍射级和色散示意图，(c)衍射光栅与 原图定位

衍射光波导通过光栅调整，可以实现二维扩瞳。衍射光波导设计不依赖于几何光学，而利用光的衍射效应，主要采用光栅结构实现对光束的调制。光栅通过设计可以将某一衍射级(即某一方向)的衍射效率优化到最高，从而使大部分光在衍射后主要沿这一方向传播，起到与传统光学器件类似的改变光线传播方向的作用，但其所有的操作都在平面上通过微纳米结构实现的，节省空间且自由度较传统光学器件大。衍射光栅是一个具有周期结构的光学元件，该周期可以是材料表面浮雕出来的高峰和低谷，也可以是全息技术在材料内部曝光形成的“明暗干涉条纹”，本质是在材料中引起折射率的周期性变化，因此衍射光波导方案主要可以分为表面浮雕光栅波导方案和体全息光栅波导方案。虽然光栅结构的设计过程较为复杂，但提供了较大的设计自由度，通过计算优化光栅结构参数后的衍射光波导 AR 近眼显示设备可以获得优良的成像效果与较大的视场，且相比几何光波导可以沿鼻梁的 Y 方向也进行扩瞳，实现二维扩瞳。