光的衍射(开启AR光波导技术新专题)

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常用的光波导技术分为三种:几何光波导、衍射光波导、提全息光波导,三种光波导如何制作,涉及到其核心技术就是纳米压印。

光的衍射(开启AR光波导技术新专题)

作为现实与虚拟来回转化的AR眼镜,其光波导技术就是连接虚拟与现实的桥梁。

何为光波导?其本质是一片高折射率透明基底,从基底侧边通过特定结构耦合入图像源的光束,在基底内进行全反射传播,传递到靠近人眼处,再通过特定结构耦合出,进入人眼,形成图像。

常用的光波导技术分为三种:几何光波导、衍射光波导、提全息光波导,三种光波导如何制作,涉及到其核心技术就是纳米压印。

那么三大光波导技术中,其市场和技术难点在哪里?未来的应用方向有何不同?本次潮电智库举办的《AR眼镜光波导研讨会》为大家揭开迷雾。

首先潮电智库孙燕飚进行了开场致辞,孙燕飚表示,目前在电子行业中的从业人员都有经验得出,未来的电子行业将会进入一个持续的衰退期,直到2026年后才会出现好转,下一个好转的重要标志就是元宇宙的兴起。针对元宇宙行业的诸位淘金者,潮电智库的作用就是行业的卖水者。

光舵微纳:纳米印压技术用于AR光栅制作

第一位演讲嘉宾光舵微纳史晓华表示,光舵微纳AR光栅应用领域技术方案有:研发及量产型纳米压印设备、量产型柔性模板拼接设备、纳米压印相关耗材、光栅结构的刻蚀制作。拥有设备机械设计、软件设计、技术服务以及支持、耗材研发、工艺研发等完整的技术方案。

史晓华表示,目前公司累计申请专利80余项,获得授权45项。其纳米印刷技术实质为快速廉价的微纳图形复制工艺,能够实现制作各种尺度微结构,成本较低,可进行大规模生产。目前累计设备出货近100台。

不仅如此,公司具有自主研发生产模具胶及紫外胶的能力,目前此两类耗材都已实现规模化量产。

理湃光晶:极致轻亮几何光波导助力消费级AR

理湃光晶常立荣在演讲中表示,AR的历史较为悠久,从1901年开始就有相关词汇出现,并且在未来,光波导则是全球AR眼镜大势。

最早期的谷歌智能眼镜采用了折射棱镜方案,到后来微软推出了头戴式AR眼镜HoloLens,应用衍射光波导光学方案。此后越来越多的产品都在光波导领域下功夫。

目前AR光学技术的应用主要在两个领域,第一个领域是军事,应用于空军机载HWD辅助系统,可以为驾驶员提供飞机状态、驾驶条件、飞行状态,以及武器系统等信息。第二个领域是车载,应用于车载HUD系统的辅助驾驶功能,可以实时提供导航、路况信息、地面信息供驾驶者参考。

相比于折射棱镜、自由曲面以及BB等方案来说,光波导技术可以让镜片更薄,视场角更大,所以诸多优势让其成为重要的镜片方案。光波导技术中,最为火爆的当属几何光波导。

几何光波导技术是通过几何光学反射原理来实现图像的无损输出和画面画幅的扩大,业界的代表是以色列的LUMUS 和国内的理湃光晶。

几何光波导采用几何光束的定向反射的原理,其光效已超过15%。借助高清微显示技术可实现高亮度、真全彩、景深融合的高质量显示。由于几何光波导的色散控制较好,不存在杂色、彩虹效应等问题。并且几何光波导在显示图像时,镜片漏光率低至1%以下,很好地保护了用户的隐私。

谷东科技:衍射光波导的光学分享

谷东科技则对衍射光波导进行了一些自己的分享,衍射光波导虽然在技术以及成本上比几何光波导更高,但是衍射光波导则能实现微纳结构形式多变,光栅组合的自由度高等多种优势,并且透明度高,结构也很轻薄。

在衍射光波导中,纳米压印和体全息方案现在属于现阶段主流方案,全息透镜方案仅有少量公司进行拓展。

谷东科技成立于2017年8月,是国际领先的AR光学显示及空间计算技术与产业化整合方案提供商。

公司组建了光学模组研发团队、智能硬件研发团队、AI算法研发团队、软件平台研发团队四大核心 团队,与清华、北交大、中科院等国内外知名大学研究室、科研机构合作,组建了AR应用 技术研究院,下设安全研究中心、光学研究中心,同时自建高精度纳米级全息光学实验室。

谷东科技致力为各垂直领域提供面向全生命周期的AR可视化数字系统解决方案,已成为中 国南航、南方电网、中国石化、中国联通、阿里巴巴、腾讯、空中客车、索尼、现代、百 威英博、拜尔制药等全球500强企业的长期合作伙伴,助力企业完成数字化转型及智慧化 建设。销售网络布局全球,业务涉及美国、英国、土耳其、澳大利亚、泰国、荷兰等70多 个国家和地区,推动海内外企业落地先进制造、科技研发以及创新项目,为企业和个人用 户创造更大价值。

三极光电:全息衍射光波导量产之路是否真的那么难

全息光波导原理为: 光波导+体全息光栅。通过贴附在光波导表面的体全息光栅,打破了全反射的界面规则,从而改变了光信息传播的方向和能量,进而引导了光信息从波导内部传输到人眼。

由于技术高等原因,全息衍射光波导的量产一直是业界令人感到头疼的事情,

不过,光栅结构制造极其灵活,衍射效率高,光栅组合自由度高。并且双轴光瞳扩展可实现大视角、定制出瞳大小和适眼距,波长复用和角度复用,潜力巨大,其量产成本低,具备走向消费电子级的条件。对系统功耗、视场角和成像质量有明显的影响。

其核心壁垒有以下几点:一 、环境耐候性高全息材料、成本低 成像质量高;二、独有软件、Wade软件实现高速建模优化;三、数十年沉淀的成熟全息衍射工艺,Double-axis双轴扩展光瞳。

在四位嘉宾演讲结束后,会议进入了讨论环节,针对其光波导的技术、良率、以及生产成本等诸多领域进行讨论,并且对行业的未来发展进行了自己的预测和畅想,至此本届AR光波导研讨会圆满结束。

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