从消费者需求角度看，AR眼镜有三大关键点和发展趋势：轻薄、虚实融合度强、价格合理。而基于传统几何光学的半透半反显示方案和阵列光波导显示方案都无法同时兼顾这三大关键点。为此，AR衍射光波导应运而生，它同时具有轻薄、视场角大、眼动范围大、量产成本低等优势，因此被普遍认为是未来AR消费者市场主流显示技术路线。
图 采用光波导技术方案的AR智能眼镜
什么是衍射光波导？
表面浮雕光栅，是通过光刻与刻蚀等工艺在材料表面“雕刻“出高峰和低谷，以此实现能够满足所需光学性能的周期性结构。
表面浮雕光栅通过精细的周期性结构控制光的传播路径。当光线入射到衍射光栅上时，它会被分成多个方向传播，并通过波导材料的全内反射效应，在波导内多次反射直至到达出射光栅。
入射光栅负责将外部光源（如微显示屏）的光束引入波导，反射光栅在波导内引导和传播光束，最终通过出射光栅将光束引导到用户的眼睛，从而形成清晰的虚拟图像。
我们生活中常见的木栅栏、铁栅栏等，就类似于表面浮雕光栅的特定周期结构。
图 至格科技AR衍射光波导
光栅母版加工与纳米压印
1、光栅设计
2、光栅母版加工
3、纳米压印生产
做一个形象的比喻，衍射光波导的生产过程就像是在批量“按”图章，首先需要设计出需要的图样（光栅设计），然后要根据设计精准制作出图章（光栅母版加工），最后利用这个模具在特定的基底上批量“按”出我们设计好的图样来（纳米压印生产）。
当然，在真正的衍射光波导的生产中，这种“图章”和“按压”是具有极复杂的结构和极高的精度，同时对工艺也有极高的要求。
光栅的特征尺寸在微纳米级别，普通光学加工生产的工艺无法实现，需要借用生产芯片的方法来加工。
图 流程图 来源：微瑞光学
从流程上看似乎很容易，然而想要实现却非常难。如：E-Beam中光刻线宽的精度、保形度、深硅刻蚀中槽深的一致性、侧壁倾角的一致性和陡直度、倒圆角等问题。我们可以把这个过程类比成一个大约140nm左右的芯片制程。这不仅需要具备很强的微纳光学设计能力以及长期的光栅制作经验积累，还需要昂贵的一整套半导体设备，才能做出理想的衍射光波导。这也是为什么很多想要切入衍射光波导领域的光学厂商实际进展非常缓慢的原因。
原文始发于微信公众号（艾邦VR产业资讯）：AR衍射光波导与纳米压印技术
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