近日,由北京耐德佳显示技术有限公司与北京理工大学、新加坡国立大学等国内外顶尖科研团队联合攻关的重磅研究成果——《集成超表面-自由曲面系统实现的多焦平面增强现实显示》,正式发表于光电子领域权威期刊《Opto-Electronic Science》(2026年第5卷第1期,DOI:10.29026/oes.2026.250031)。

这一突破性成果,标志着耐德佳在AR光学核心技术上实现重大跨越,为我国在全球AR显示领域赢得重要话语权。

 
 

 

三大核心突破,重新定义AR显示未来

本研究成果,不仅是一次技术迭代,更是AR显示从“单焦时代”迈向“多焦时代”的关键里程碑。我们通过跨学科融合与系统性创新,实现了以下四大核心突破:

1. 架构革新:全球首创“超表面+自由曲面”固态集成系统

我们摒弃传统多模块堆叠方案,成功打造出全球首个纯固态多焦平面AR显示架构。通过非正交偏振复用超表面、自由曲面光学元件与OLED显示屏的无缝集成,系统仅凭2mm×2mm的超表面芯片与自由曲面组件,即可实现0.7m、1.5m、3m三档精准虚拟像距切换,体积较传统方案减少60%以上,为AR设备向“眼镜化”轻薄形态演进奠定坚实基础。

2. 技术破壁:彻底解决“调节-辐辏冲突”行业痛点

针对AR显示长期存在的视觉疲劳问题,我们创新性地采用偏振复用与双原子超表面设计,通过SiO₂衬底上的纳米鳍阵列,将三焦平面相位精准编码至不同偏振通道。经机器学习优化后,系统相位均方误差低至0.504rad,相关系数超0.8,有效消除双眼调节与辐辏不匹配,为用户带来真正舒适、沉浸的长时间使用体验。

3. 设计升级:建立“衍射+几何”光学协同优化模型

我们突破行业常规,首次建立光线追迹与衍射理论联合优化模型,通过逐步升级至8阶XY多项式自由曲面,实现系统像差减少30%,并保障透视光路30°×30°视场与85%以上透光率,在提升虚拟显示清晰度的同时,保持真实环境的自然感知。

耐德佳:从技术研发到产业落地的推动者

作为项目中唯一的企业主体,耐德佳依托国家级专精特新“小巨人”企业的深厚积累,在技术转化、产业对接与团队协同中发挥核心作用:

  • 技术沉淀:凭借在自由曲面与微纳光学领域300余项全球专利,我们为系统提供了关键设计数据库与工艺参数,助力研发周期缩短40%;

  • 产业引领:基于多行业落地经验,我们推动团队选择“超表面+自由曲面”高性价比路径,使光学模组成本较全息方案降低50%,更贴合量产需求;

  • 协同赋能:公司研发团队深度参与全流程,将实验室参数转化为可落地的工程标准,提升设备在-10℃~50℃严苛环境下的稳定表现。

技术赋能未来

开启 AR 显示 “全真体验” 新纪元

该成果的发表,不仅印证了耐德佳在 AR 核心光学领域的国际话语权,更将推动多焦平面技术在三大场景的突破:

  • 消费级市场:助力 AR 眼镜实现 “普通眼镜形态 + 无疲劳观影”,加速从 “小众科技” 向 “日常穿戴” 普及;

  • 专业领域:在工业维修、医疗手术等场景,通过多焦平面精准呈现 “近距操作指引 + 远距数据看板”,提升作业效率。

耐德佳 CEO 程德文表示:“这项研究是产学研协同创新的典范 —— 高校攻克理论难题,企业实现技术落地。未来我们将持续聚焦‘轻薄、清晰、低疲劳’的用户需求,让高精尖光学技术真正赋能千行百业。”

参考文献:

Zhang SF, Gao LN, Zhao YD et al. Integrated metasurface-freeform system enabled multi-focal planes augmented reality display. Opto-Electron Sci 5, 250031 (2026). DOI:  10.29026/oes.2026.250031

来源:耐德佳显示

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作者 sun, keting