全球首款PVG光波导AR眼镜样机问世

转自：中国科协

家里不用购买电视机，车里不用安装导航，出国不用带词典和翻译笔。赶早八的你，不用带手机，不用带耳机，不用带车钥匙……你离这样的极简生活只差一副名叫“云雀”的眼镜。

近日，由东南大学团队研发的全球首款偏振体全息光波导AR眼镜问世，因为“能歌善舞”“身轻如雀”取名“云雀”。该技术源于东南大学电子科学与工程学院信息显示与可视化研究院，是由中国科研团队全自主研发的新型高端显示技术。

传统的AR眼镜一般都是采用表面浮雕光栅（SRG ）技术，但这款眼镜采用的是偏振体全息光栅（PVG）。两者的区别在于，前者采用微纳刻蚀与纳米压印方法，在材质表面形成基于形貌的周期性结构；后者则通过全息干涉方法，在材料内部形成基于折射率变化的周期性分布。

这两种技术都是基于光栅衍射和全反射原理传播成像，但在光能利用率和制造成本等方面，PVG的优点都非常明显。一般来说，衍射是光在传播过程中遇到障碍物偏离原来的直线传播的现象。衍射阶次数量越多，光能的利用率就越低。与表面浮雕光栅相比，PVG可以更有效地抑制高阶衍射级次，将能量集中于所需的光线偏转角度上。这种特性可以最大程度地保证波导的光学传输效率，在降低功耗、提升亮度的同时，也能有效抑制当前衍射光波导面临的背向漏光与彩虹效应等瓶颈问题。

东南大学电子科学与工程学院教授张宇宁介绍，与同期研发的表面浮雕光栅（SRG）技术相比，使用PVG光波导技术制备的AR眼镜可将光效提升300%，从而大幅提升产品续航能力和显示亮度；同时，眼镜的前向漏光率降低80%，旁观者对漏光几乎不可见。

此外，PVG独特的偏振复用技术也在实现较大的视场范围和出瞳尺寸的同时，保证了画面的连续性与均匀性。这些优势使得基于PVG光波导技术的AR眼镜能够为用户提供更加清晰、明亮、舒适的视觉体验，同时也大大降低了旁观者感知到漏光的可能性，提升了产品的隐私性和社交友好性。

此外，PVG技术的主要制备工艺仅需使用湿法涂布和全息曝光，无需借助复杂昂贵的微纳加工技术，如光刻、电子束刻蚀、纳米压印等半导体工艺。这种简易的制备方式大幅降低了生产成本，提高了制备效率，从而确保了PVG光波导具有较低的成本优势。

据介绍，“云雀”重量仅45克，佩戴过程更加舒适无感，适合长时间使用产品集成了音乐播放、实时翻译、智能提词与精准导航等功能，通过深度优化人机交互界面，无缝融合了触控操作与先进的语音控制技术，极大地提升了用户操控的便捷性与流畅度，为用户带来了高效、智能且沉浸式的AR体验。

文章来源：中国科学报