AR眼镜商业化的主要障碍之一是波导。在AR光学中,镜头不仅仅是一个透镜,还充当“光的高速公路”,将虚拟图像直接引导至用户眼中。由于色散现象,传统设计需要为红、绿、蓝三种光分别设置波导层,通常需要三到六层堆叠的玻璃片,导致重量和厚度增加。
POSTECH的 Junsuk Rho 教授及其团队开发出一种非色散的超构表面,实现了在单层玻璃中处理所有颜色,消除了多层设计的需求。其关键在于采用了一种经过随机拓扑优化算法精细调节几何形状的纳米级氮化硅(Si3N4)柱阵列,能够以最高效率引导光线。
在实验中,研究人员使用厚度为 500 微米的单层波导(约为人类头发直径的百分之一)生成了生动的全彩图像。他们还确保了舒适的 9 毫米眼盒,确保即使观看者的视线稍微移动,图像仍然清晰。
这一新设计消除了颜色模糊,同时在亮度和色彩均匀性方面超越了多层光学设计。一旦实现商业化,该技术有望使AR眼镜与普通眼镜一样轻薄,减少佩戴者的疲劳,并通过简化的制造过程降低成本。真正的日常AR时代即将到来。


Rho教授表示:“这项工作标志着下一代AR显示技术的一个重要里程碑。结合可扩展的大面积制造,这使得商业化触手可及。”

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