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本发明提供了一种衍射光波导及成像系统,其中,该衍射光波导包括:光波导本体;光波导本体在厚度方向上折射率渐变,且折射率从中心向外依次减小;光波导本体用于传输耦入的多束不同波长的光线,并在耦出端以平行的方式耦出多束不同波长的光线。通过本发明实施例提供的衍射光波导及成像系统,不同波长的光线在光波导本体内无需共线传播,仍然可以实现平行耦出,可以有效缓解衍射光波导的彩虹效应,且能够减轻耦入耦出装置的设计难度;并且,该光波导本体为单层波导,具有体积小、重量轻的优势,更适用于AR眼镜等便携式场景。