本发明提出了一种低刻线密度的全息凹面光栅曝光光路，包括激光器、分光棱镜、第一子光路、第二子光路、半透半反镜和曝光工件；分光棱镜设置于激光器的激光传播方向上；激光经分光棱镜透射和反射后分别形成第一子光路和第二子光路；第一子光路的传播方向上设置第一光学构件；第一子光路依次经第一光学构件和半透半反镜后投射到曝光工件；第二子光路上的传播方向上设置第二光学构件；第二子光路依次经第二光学构件和半透半反镜后投射到曝光工件；曝光工件置于第一子光路和第二子光路的干涉区域。本发明利用第一子光路中的实焦点和第二子光路中的虚焦点形成球面波双光束干涉场，实现低刻线密度或者小曲率半径全息凹面光栅的曝光。