AR智能眼镜将数字信息与现实世界融合在一起，提供一个真实却又充满科技感的生活方式，在这将赛博朋克逐渐变成现实的产业变革背后，是一场光学技术的精密革命。显示效果决定了虚拟画面的呈现以及用户的体验，而光学镀膜技术是AR智能眼镜实现清晰显示、舒适佩戴和沉浸式体验的核心技术之一，在智能眼镜的生产制造过程中发挥着不可磨灭的作用。
（1）定义及原理
光学镀膜就是利用化学或物理的方法在光学零件表面镀上一层或多层金属或介质薄膜的工艺过程，当光线穿过不同的介质时会在界面处发生反射和折射，可以精准控制光线在光学系统中的反射、透射以及偏振等行为。
未经镀膜的光学元件表面通常会反射约5%的入射光，那么包含多个透镜的复杂光学系统可能会损失30%—40%的光线，而通过光学镀膜之后反射损失率可降至0.25%以下，显著提高透光率。
光学镀膜基本原理是基于光的干涉效应，通过精准控制薄膜的折射率和厚度，使特定波长的反射光相互抵消，从而增加透射光的比例。例如单层增透膜的膜层厚度为入射光在膜层中波长的四分之一时，反射光会因干涉而相消，透射光增强。
根据涅尔折射定律：n1sinθ1=n2sinθ2（n1 是入射媒介的折射率，θ1 是入射光线的角度，n2 是折射/反 射介质的指数，θ2 是折射/反射光线的角度）
可得到与层序无关的平行镀膜层的光线折射角度，n1sinθ1=n2sinθ2=n3sinθ3=n4sinθ4。
（2）光学膜分类
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减反射膜（AR膜）：通过高低折射率材料交替叠加的多层结构，让反射光发生相消干涉，将反射率降至0.5%甚至更低，确保复杂光学系统拥有足够透过率和极低杂散光。
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增反射膜（HR膜）：与AR膜相反，HR膜通过多层膜干涉增强反射效果，常用于反射镜、光束分离器、激光系统等。在VR头显光学模块或AR光波导中，HR膜用于反射路径的分光与导光。
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分光膜/滤光膜：此类薄膜可以选择性透过或反射不同波长的光，在光波导或合色棱镜中分别控制RGB三色光，并能抑制环境光的干扰，让虚拟影像更加清晰。
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偏振膜/消偏膜：使光线振动的方向统一，从而减少眩光、提高对比度；在VR头显中，它能防止光学系统内部反射形成“鬼影”；在AR设备中，偏振膜还能与波导结构协同，实现偏振选择性出射。
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防护类薄膜：包括防污膜（AF）、防刮膜（AS）和硬化膜（HC），主要提高智能眼镜的使用耐久性，使其更加耐磨损、易清洁。
光学膜，图片来源：菲恩水晶
（1）提升透过率与亮度利用率
智能眼镜通常包含多层透镜、波导、棱镜和保护玻璃，每个界面都会造成光损失，在这些表面镀上减反射（AR）膜，可显著降低界面反射损失，将透过率提升至95%以上。对于光波导出射面，镀膜还能优化光耦合效率，改善显示亮度均匀性。
（2）增强对比度与抑制杂散光
采用偏振膜或增透偏振膜，可有效抑制鬼影、炫光，提高图像对比度；特殊吸收型镀膜还能吸收非工作波段光，减少环境光干扰。
（3）实现光谱控制与色彩校正
通过多层介质膜设计，可实现特定波段反射/透过控制，用于分色、合色或色彩均衡。对Micro-LED全彩显示中的光谱分离、RGB合光模块起到重要作用。
（4）全方位防护
防刮、防污、防水（AF/AS）膜层可提高使用耐久性；防蓝光、UV阻隔膜层可以减轻长时间佩戴造成的眼疲劳；PECVD（等离子体增强化学气相沉积）纳米镀膜可以实现IPX8级防水，耐盐雾时间可达1000小时以上。
图片来源：FHR
（1）镀膜材料
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金属材料：铝（Al）、银（Ag）、金（Au）等，具有高反射率，常用于反射镜和保护层。
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氧化物材料：二氧化硅（SiO₂）、氧化铝（Al₂O₃）、氧化钛（TiO₂）等，具有高透过率、高硬度和良好的化学稳定性。
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氟化物材料：氟化镁（MgF₂）、氟化钙（CaF₂）等，具有低折射率、高透过率，常用于紫外和可见光抗反射镀膜。
氟膜，图片来源：菲恩水晶
选择镀膜材料时，需考虑其折射率、透明度、硬度、附着力以及与基材的热膨胀系数匹配度等因素。例如，二氧化硅折射率约为1.45，属于低折射率材料，适用于抗反射镀膜；而氧化钛折射率较高，常用于高反射镀膜和增透膜。
（2）主要镀膜工艺
主要应用的光学镀膜工艺有真空蒸发、电子束蒸发、真空离子电镀PVD、磁控溅射、离子束溅射、原子层沉积、纳米结构抗反射技术等工艺。光学镀膜的性能不仅取决于材料选择，还与膜层厚度密切相关。通过精确控制膜厚，可以针对特定波长的光实现相消干涉或增强干涉。
离子溅射IBS，来源《激光光学资源指南》
光学镀膜技术起源于20世纪中叶，最初只有单一的功能层，逐渐演进至多层复合镀膜。早期光学镀膜技术主要应用于高端军事和医疗领域，成本高昂、工艺复杂。近年来，随着AR智能眼镜以及VR头显设备的爆发和不断量产化，光学镀膜技术开始向消费级产品过渡，目前已经在透光率、曲面镀膜技术以及多功能一体化技术方面取得显著进展。
图片来源：FHR
当前智能眼镜光学镀膜技术面临的核心挑战是如何在极致轻薄的前提下实现多功能、高性能的平衡。光波导镜片作为消费级AR设备的首选方案，长期受困于良率低、成本高、产能有限的瓶颈。并且在多层镀膜工艺中，微小的厚度偏差会导致色彩变化，难以保证大批量生产中色彩的一致性和均一性。
未来真空镀膜技术将呈现出多功能化、智能化和环保化的方向发展。使用纳米结构和仿生结构融合，无需多层叠加就可实现宽波段抗反射效果，以及更高效的光学控制；使镀膜涂层能根据环境光强自动调节透光率，优化视觉效果；使用绿色环保工艺，使低温、低能耗、无有害物质的镀膜工艺成为主流。
12月5日，由艾邦主办的“第八届AI/AR智能眼镜技术产业论坛”将在苏州召开。届时，广东汇成真空 光电项目经理 李江勇 将带来《面向AR显示的光学PVD镀膜解决方案》相关演讲分享，欢迎产业链同行莅临现场，共同交流！
