本实用新型公开了一种提高能量利用率的波导显示系统及AR设备，波导显示系统包括图像源、偏振分光棱镜、准直系统和波导基底；图像源用于产生非偏振光线，并将非偏振光线投射到偏振分光棱镜；偏振分光棱镜的分光面用于对非偏振光线进行分光处理，形成不同偏振状态的第一光路和第二光路，第一光路具有第一偏振态，第二光路具有第二偏振态，第一偏振态和第二偏振态为正交偏振态，准直系统用于对第一光路和第二光路进行准直放大，并再次通过分光面合成为第三光路；波导基底内设置反射面，入射至波导基底内的第三光路经反射面反射后入射至人眼。该技术方案中，可以将理论能量利用率提高至一倍，达到近100％，达到了对能量的充分利用。