AR眼镜比太阳镜还要薄？我国科学家实现关键突破

想象一下，有一天，你能够像科幻片里的钢铁侠一样，戴上一副轻薄酷帅的眼镜，瞬间就能看到各种相关信息，而视线却丝毫不受阻挡。在西湖大学的实验室里，这些想象正在一步步成为现实。

日前，由西湖大学未来产业研究中心孵化的慕德微纳（杭州）科技有限公司，宣布实现AR眼镜关键技术突破。西湖大学国强光学工程讲席教授、副校长以及慕德微纳（杭州）科技有限公司首席科学家仇旻团队用碳化硅代替传统的玻璃或树脂镜片，打造出极致轻薄的碳化硅AR镜片——单片重2.7克，厚度仅0.55毫米——比你平时戴的太阳镜还要薄。并且，它还实现了大视场角的单片全彩显示，以及消除了传统AR眼镜“彩虹纹”干扰问题。

图片来源：西湖大学

记者了解到，这是这副眼镜的第一次公开亮相，更是“极致轻薄无彩虹纹碳化硅AR衍射光波导”这项科技成果的全球首发。

微纳光学，是在微小尺度上对光学现象进行操控的一门新兴学科，它为AR镜片在内的光学器件和技术带来了新的技术方案。仇旻团队多年来一直深耕于微纳光学领域，在微纳光子学理论、微纳加工与制造、仪器装备等科研方向硕果颇丰。依托多年的科研积累，也为了解决产业需求，科研成果落地在中国（杭州）算力小镇，成立了慕德微纳（杭州）科技有限公司，专注于AR衍射光波导、衍射光学元件、超构光学器件等产品的研发。该公司自成立以来，在微纳工艺特别是光波导模板加工方面积累了大量工艺的能力，实现了国内高端纳米压印模板从零到一的技术突破，填补了国内AR产业链的空白。为了进一步改善AR衍射光波导的性能和佩戴体验，团队打破常规，将微纳光学技术实力与完美的材料性质相结合，把这款极致轻薄的碳化硅AR眼镜打造出来，并走出实验室，走向公众视野。

仇旻介绍，传统的AR眼镜为了实现全彩色显示，通常需要使用多层高折射率玻璃来传导光线，这就导致了镜片厚重且不舒适。然而，得益于碳化硅材料的超高折射率，这项新技术只需单层波导就能完成全彩显示任务。这种材料不仅使AR眼镜变得极其轻巧，还通过一种超薄封装工艺进一步压缩了整体体积，让人佩戴起来几乎感受不到它的存在。

“戴上这副AR眼镜后，你会发现自己仿佛置身于一个全新的世界，因为它们能够在现实环境的基础上叠加清晰广阔的虚拟画面，就好像从一个小窗户换到了一扇大门前一样。单层碳化硅波导理论上能够支持大于50°的全彩成像，相比之下，传统高折射率玻璃由于材料限制，单片能够提供的最大全彩色视场角不超过40度。更大的视场角意味着更好的沉浸感和体验。无论是游戏中的奇幻场景还是工作中的数据可视化，都将带来前所未有的视觉盛宴。”仇旻说，研究人员还通过对波导结构的精确设计，消除了彩虹纹问题，为用户提供了一个干净清晰的画面。

图片来源：西湖大学

传统AR衍射光波导眼镜中，投影光机和传感、计算单元产生的热量堆积会使设备进入过热保护，因此只能显示小面积画面。有别于传统的镜腿散热方法，这款碳化硅AR眼镜利用材料本身的性质，通过特殊设计，创新性地将镜片用于散热，大幅提高了散热效率，AR衍射光波导眼镜全彩全画幅显示不再是奢望。

“相信不久之后，我们将见证AR技术真正融入日常生活之中，开启一个充满无限可能的新时代。不论是教育、医疗、娱乐还是工业领域，AR眼镜都将成为连接数字与现实世界的桥梁。”仇旻表示：“这将颠覆AR眼镜的设计形态，让它加速‘飞入寻常百姓家’！”

（光明日报全媒体记者 晋浩天）

编辑：于佩鑫

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