影创科技研发出可量产二维衍射波导镜片

近日，影创科技集团宣布研发出可量产二维衍射波导镜片。这款衍射波导镜片采用二维光栅扩瞳方案，具有较大的可视范围，单片厚度仅0.6mm，透过率85%以上，可制造性高且易于量产。该镜片有望成为轻量级增强现实近眼显示器的关键元件，可为影创后续研发的AR眼镜提供多种场景定制化方案并支持全彩增强现实体验。

AR眼镜想要真正走向消费市场，必须具备普通眼镜的外观、显示效果出色并且价格亲民等特点。而AR近眼显示光学技术是决定眼镜外观、显示效果及成本的最重要因素。AR近眼显示光学系统主要包含微显示器和光学系统两部分，微显示器负责产生图像，光学系统则将图像投射到视野中。光学系统主要分为棱镜、离轴光学、自由曲面、光波导等几种，其中光波导具备高透过率、大眼动范围的优势。

光波导技术总体上可以分为几何光波导和衍射光波导两种。几何光波导又名阵列光波导。阵列光波导镜片采用光学冷加工工艺，玻璃材料经过多道工序才可加工完成，工艺复杂，加工耗时，成本难以降低；且这种方案一般只实现了左右方向的出瞳扩展，眼动范围不佳。阵列光波导利用几何光学的反射和折射原理，很难实现大FOV。从成本、出瞳、FOV方面来看，阵列光波导无法满足未来AR眼镜的需要。这一技术的代表公司是以色列的Lumus公司，目前国内绝大多数光波导模组公司也均采用阵列光波导的技术，因为这种的技术门槛相对来说比较低。

阵列波导示意图（源：XLOONG）

衍射光波导技术基于表面浮雕光栅，利用波导介质的全内反射特性和微纳光栅的衍射特性，来实现虚拟图像信息的传输和重定向，在人眼前方空间显示虚拟图像，并且仍然保证现实环境不被遮挡。

衍射波导结构示意图（源：XLOONG）

衍射光波导镜片采用半导体加工工艺，通过传统半导体的微纳米加工工艺（Micro/Nano-fabrication）在硅基底上通过电子束曝光（Electron Beam Lithography）和离子刻蚀（Ion Beam Etching）制成光栅母版（Master Stamp）。这个母版可以通过纳米压印技术（Nanoimprint Lithography）在玻璃晶圆上压印出成千上万个光栅。半导体加工工艺相对简单，批量生产成本低。

光栅母版

此外，这种方案可以实现上下左右方向的出瞳扩展，且可以通过加大折射率实现大FOV。综合来看，衍射波导在轻薄性、体积重量、加工成本、显示性能等方面均有较大优势，是将AR推向大众消费领域的最佳光学方案。

具体来说，衍射光波导技术又分为一维扩展和二维扩展。目前诸如微软HoloLens一代和二代、Magic Leap One等多款产品，均采用一维衍射光波导方案。通过合理的设计光栅结构，衍射光波导技术可以实现出瞳的二维扩展。

二维衍射光波导相关技术的开发需要在材料方面突破瓶颈，以提升光学参数，同时需要一系列高精度的可量产型微纳加工设备。工艺和技术路线都需要不断重复验证，并且全部生产流程需要在专业的超净间内进行，因此目前世界上能够实现量产的厂商屈指可数。影创科技打通了从设计、工艺到生产制造的应用流程，研发出可量产二维衍射波导镜片，是除Wave Optics外，世界上第二家具备该技术的公司。

随着可量产二维衍射波导镜片研发成功，MR智能眼镜在成为下一代通用计算平台的道路上又再近一步。影创科技集团将会继续探索，在技术创新上保持引领，深入推进底层技术、共性技术和关键技术的研发，为用户带来真正轻薄、便携、体验优秀的MR智能眼镜。