1、阵列光波导的基本原理
阵列光波导又叫几何光波导、反射光波导，其原理是基于基本的几何光学，主要通过阵列排布的反射镜或棱镜实现图像的传输与显示。光线从微型显示屏（携带图像信息）中投射出来，通过输入耦合器导入高折透明玻璃基底材料中，然后将在高折玻璃当中进行来回反射，再经过输出耦合器把投影的图像信息传递至人眼中。通常阵列光波导的输入耦合器由一组反射镜或棱镜组成，而输出耦合器由一组半透半反射镜组成。
阵列光波导光路示意图
半透半反射镜是阵列光波导中光线传输的重要组件，将多个平行排列的镜面嵌入玻璃基底中，并与传输的光线形成一个特定的角度，每一个镜面会将部分光线反射出波导进入人眼，剩下的光线透射过去继续在波导中前进，然后又会遇到另一个半透半反射镜面，重复以上过程，直到经过阵列中的最后一个镜面将全部的光线都反射出波导，进入人眼。
一维扩瞳和二维扩瞳：一维扩瞳就是上述说的光线经过X轴方向平行排列的棱镜阵列实现光线的传输入眼，那么二维扩瞳简单来说就是增加了一组Y轴方向的平行排列的阵列反射镜，增加了光线耦出的范围，即在两个维度上扩大了眼动框。
二维阵列光波导原理图，来源Lumus官网
二维扩瞳技术需要更复杂的光学系统，例如两组光栅或复杂棱镜，增加了工艺的难度。但是可以在两个方向上“折叠”光路，有效缩短了所需的光程，从而缩小光机的体积，更利于智能眼镜的轻薄化。
理湃光晶 二维阵列光波导镜片
2、阵列光波导的优势
1、 光效高，漏光率低于5%且光损较低，一维阵列光波导光效利用率在5%-10%，二维阵列光波导可达到5%左右，而衍射光波导几乎为1%；有利于降低整机功率，提高续航。
2、 成像效果好，入眼亮度可实现3000-5000尼特每流明，比目前普通的纳米压印级别的衍射波导大约提升了两到三倍；且不存在颜色和彩虹纹效应。
3、 正面漏光低，镜片外部反射率可以达到2%以下，如果再加上一些特殊的透射处理，可以做到1%以内。
4、 体积轻薄，透光率高（85%以上）。
艾邦建立了AR/AI智能眼镜交流群，欢迎行业上下游企业入群共同交流探讨。
阵列光波导基于传统几何光学原理，大部分工艺为较为成熟的冷加工工艺，设计原理相对简单，不涉及纳米级结构，主要分为镀膜——胶合/键合——切割/研磨——注塑——检测等流程。
阵列光波导基本加工工艺
1、镀膜
镀膜是阵列光波导最关键、最难的一步，在超薄的玻璃基板上，镀制几十层甚至上百层纳米级厚度的光学薄膜，以形成“半透半反”镜面阵列。每一层膜的反射率和透射率都必须经过精确计算和严格控制，以确保光线经过每一个镜面时，都能有比例一致的能量被反射出瞳，从而形成亮度均匀的图像。这涉及到复杂的膜系设计和极其精密的镀膜工艺（如溅射、蒸镀）。
阵列光波导制作流程，图片来自：华西证券研究所
2、胶合/键合
镀好膜的玻璃基板需要使用光学胶，在超高精度的设备下进行贴合堆叠。这个过程的核心挑战在于“平行度”控制——通常要求达到角秒级的精度。任何微小的倾斜或错位，都会导致光线传播路径发生偏差，最终在成像时出现重影、亮度不均或黑线等瑕疵。此外，胶水的折射率、固化过程中的应力控制也极为关键。
分子键合技术
分子键合技术利用分子间范德华力破坏原有的分子键，再进行重组；使镜片紧密平整地贴合，加强键合强度、提升贴合面平整度，且镜片不受胶水折射率影响，从而提升良率，可以有效替代传统的胶水贴合。分子键合工艺采用自动化设备加工，能够同时完成多批次、大批量的生产。但由于贴合玻璃片的数量多、精度要求高，实际工艺流程中仍有较大的难度。
3、切割与研磨
胶合好的玻璃坯料需要按照严格计算好的特定角度进行切割和抛光，这个角度直接决定了光线能否以正确的方向耦入和耦出波导，是实现全反射传光的基础。切割过程对刀具和工艺稳定性要求极高，以确保切割面的平整和角度的精确。传统的金刚石线锯切割容易导致边缘崩边，而最新的技术采用贝塞尔激光切割，通过将激光光斑整形为椭圆形或线形，可以有效减少崩边，提升切割面的平整度和强度。切割及研磨完成后将得到光学元件。
图片来自：谷东智能《阵列光波导镜片及其制备方法》
4、注塑与检测
为了减轻重量、提高韧性，将加工好的精密光学玻璃元件嵌入模具中，再用光学树脂进行注塑包裹，最终形成完整的镜片形状。这样做既保护了核心光学结构，又大幅减轻了成品重量。
图片来自：谷东智能《阵列光波导镜片及其制备方法》
工艺挑战：
1、工艺复杂，阵列光波导需要完成多片光学玻璃切割铣磨、胶合、抛光，量产难度大，生产良率低。二维阵列光波导阵列光波导需要将多片镀有精密膜层的玻璃基板精确地胶合或键合在一起，任何微小的不平整或角度偏差都会导致成像瑕疵（如重影、亮度不均）。
2、复杂的工艺导致其良率低，损失严重；良率有待提升，成本有待降低。
3、 二维扩瞳技术解决了光机体积与视场角EyeBox的核心矛盾，但量产难度更大，理论上量产成本比一维扩瞳高4-5倍。
艾邦建立了AR/AI智能眼镜交流群，欢迎行业上下游企业入群共同交流探讨。
目前一维阵列光波导已经得到一定程度的应用，良率基本上达到95%以上，成本可以控制，已经实现从不可量产到可量产的跳跃，二维阵列光波导虽然技术工艺更加复杂，但是也能实现量产突破。
已发布使用阵列光波导的智能眼镜产品：Meta Ray-BanDisplay（阵列光波导二维扩瞳技术）、INMO Air2（Mirco-OLED+阵列光波导全彩双目）、谷东科技 Star1S（全彩双目阵列光波导）、灵犀微光 L2-S30等。
Meta Ray-BanDisplay
现在阵列光波导主要跟LCoS搭配使用，其主要原因是LCoS技术更加成熟、成本较低，容易量产。相比之下MicroLED技术仍不够成熟，与LCoS存在成本差距，且全彩化技术仍需进一步突破。但随着技术的发展、成本的下降，MicroLED模组轻巧，具有天然的轻量化优势，未来将有可能实现阵列光波导+MicroLED搭配的光学显示技术。
1、Lumus
官网：https://lumus.com/
成立于2000年，总部位于以色列，其核心技术是基于LOE光导光学元件发展的反射光波导技术，早期主要面向军事、医疗以及工业等高端专业市场，随着技术成熟，逐渐迈进消费级领域。
2016年在CES上展出的阵列光波导产品已实现1080p分辨率和60度视场角，并将镜片厚度做到了1.6毫米，使AR眼镜外观趋近普通眼镜成为可能。2025年Meta发布的Meta Ray-Ban Display采用了豪威LCoS面板+Lumus 阵列光波导技术，实现高效光传输（光效超10%）和低杂散光控制。
Lumus阵列光波导镜片
截至2025年，Lumus已累计出货超5.5万片光波导，其中绝大多数由广达生产线制造。与广达电脑的深化合作，标志着几何波导技术正式迈入规模化生产阶段。广达投资建设的专用自动化产线，通过金刚石切割、纳米研磨等工艺的优化，将光波导厚度压缩至1.2毫米以下，同时将生产效率提升40%。
2、灵犀微光
官网：https://www.lx-ar.com/#/
北京灵犀微光科技有限公司成立于2014年，总部位于北京海淀，是一家专注于AR底层光学显示技术的厂商和服务商，主攻核心器件光学引擎。核心技术是阵列光波导、体全息波导光栅等AR光学显示技术，为消费电子、工业、安防、医疗及军工等领域提供AR核心显示模组与解决方案。
经过十余年持续研发，灵犀微光在阵列光波导技术上构建了深厚的技术壁垒，关键性能指标全面领先行业，已实现低成本量产阵列光波导模组，达到85%良率和年产10万片产能。灵犀微光具有总面积约10000㎡的生产基地，配备千级至百级的无尘车间，搭建了10 万级规模化产线。
灵犀微光阵列光波导镜片
灵犀微光在杭州萧山的中试线已稳定运行，2025年成功完成L2-S30可量产方案落地，关键工艺良率已达行业领先水平。其L2-S30波导片厚度仅0.8-1.2mm，重量不足4g，兼容LCoS、Micro-LED等多种显示源。灵犀微光已实现L2-S30系列良率稳定在90%以上，并计划扩建产能达50万台以上的自动化产线。
二维扩瞳阵列光波导方案2D-40
阵列光波导产品包括：用于消费级AR眼镜的AW70s系列光波导，重量低，仅重10.9g，兼顾轻薄与显示效果；用于军工、特种行业的AWO71系列，采用OLED光源，功耗低；上投型AR阵列光波导AW81，适合工业级头盔式显示设备；二维扩瞳阵列光波导方案2D-40以及L2-S30产品。
灵犀微光L2-S30样机
艾邦建立了AR/AI智能眼镜交流群，欢迎行业上下游企业入群共同交流探讨。
3、理湃光晶
官网：https://www.raypai.cn/sy
理湃光晶成立于2012年，深耕阵列光波导技术十余年，公司自主研发的光学模组重量轻、体积小、显示效果卓越，被广泛应用于警用、安防、工业、教育、医疗等多个领域。在阵列光波导领域，公司2015年研发出分子键合技术，2022年成功突破二维扩瞳技术，以及2023年末实现二维扩瞳产品的量产。
理湃光晶二维阵列光波导LCT 169
目前，理湃已建成16,000平方米的现代化生产基地，年产能高达100万套，在几何光波导细分领域的市场占有率超过90%。同时还拥有国内独家全套分子键合工艺，颠覆传统胶合技术路线，大幅提高波导良率和可量产性。为Rokid、光启科技、视源股份等头部AR整机厂商的独家供应商。
理湃光晶TopDown阵列光波导T50、LPM23
具有一维阵列光波导模组（包括LPM13、LPM30、LPM22-1、LPM12、LPM24等系列）、二维阵列光波导模组（包括LCT A50、LCT 169等系列）、以及AR光引擎025LCOS AR 光引擎(二维)、TopDown阵列光波导 T50、LPM23等产品。
理湃光晶一维阵列光波导模组
4、水晶光电（002273）
官网：https://www.crystal-optech.com/index.html
浙江水晶光电科技股份有限公司成立于2002年，2008年在深圳上市，总部位于浙江台州，致力于成为“全球卓越的一站式光学解决方案专家”，提供从元器件到模组及解决方案的一站式专业服务，在薄膜光学、半导体光学、精密制造等领域拥有强大的综合竞争优势，具有薄膜光学、光学冷加工、半导体光学、光学系统设计等核心技术，布局消费电子、车载光电、元宇宙光学三大行业。
水晶光电反射光波导片
元宇宙光学方面具有微型光机、反射光波导片、衍射光波导片、窄带滤光片、球面透镜等产品。水晶光电的反射光波导片能实现FOV 30°— 55°，目前正联合行业领军企业，重点突破反射/衍射光波导量产技术及精密冷加工工艺，致力于为全球客户提供 AR/VR 光学整体解决方案，推动产业升级。
水晶光电“一号工程”核心产品，图片来自国信证券
5、谷东科技
官网：https://www.goolton.cn/
谷东科技有限公司成立于2017年，总部位于广州，是国家级专精特新重点小巨人企业，核心技术为阵列光波导和体全息光波导产品，拥有四大核心产品矩阵，包括AR智能穿戴、AR光学模组、AR高性能云服务器以及AR边缘计算终端。
M2026N side-in全彩阵列光波导模组
谷东科技是国内唯一同时掌握二维全彩阵列光波导与体全息光波导全谱系技术的企业、实现了从光学材料、光学模组到整机设计的全链条国产化。具有M2030Q几何光波导模组、M2026N side-in全彩阵列光波导模组、M3050 Top-down全彩阵列光波导模组以及PVG单绿、全彩、一拖二光波导模组等产品。
M2030Q阵列光波导模组
其智能眼镜硬件产品星彩Start 1s 焕新版AR智能眼镜采用全彩双目阵列光波导技术，入眼亮度高达500nits/LM，透光率>80%。
谷东科技Start 1s 焕新版AR智能眼镜
6、耐德佳
官网：https://www.nedplusar.com/
北京耐德佳显示技术有限公司成立于2015年，是一家由北京理工大学、美国亚利桑那大学、中科院博士团队及资深光学工艺师团队创立的高新技术公司。公司以自由曲面光学及光波导底层技术为基础，聚焦XR显示光学、护眼显示等创新领域，打通技术到产品的全链条，为行业提供从设计、研发到智造、检测全链条光学服务，是国家级专精特新小巨人企业。耐德佳已在中国北京、江苏镇江、江西上饶、安徽合肥设立研发、营销、制造、检测中心。
耐德佳二维阵列光波导3.0产品
耐德佳在2015年即开始了阵列波导的布局，2021年初，耐德佳为解决目前第一代和第二代一维阵列光波导的相关使用问题，直接启动第三代产品——二维阵列光波导的研发立项，并快速投资了阵列光波导的研发和生产产线。
2022年，已成功研制出第三代二维阵列光波导产品，并实现小批量量产，当时耐德佳二维阵列光波导40°FOV小型化光学体积已可达到1.3cc。耐德佳二维阵列光波导3.0实现了全彩显示、成像清晰，色差和畸变控制较好，入眼亮度可以达到1000nits以上。
7、杭州明德光学科技
杭州明德光学科技成立于2024年7月，致力于新型创新AR光学模组方案的公司，聚焦于新型的AR波导及模组领域，在端侧方向单光机双目波导的细分领域打造新型的波导方案。目前在该方向领域已经申请了30余篇发明专利，以保护该领域的独创性。
杭州明德光学科技阵列光波导产品
来自艾邦综合整理，侵删
