近日，美國羅切斯特大學研究團隊宣布，開發出一種基於超表面（metasurface）的新型光學組件，可顯著提升AR眼鏡的圖像亮度與清晰度，為輕量化、高能效的AR設備鋪平道路，相關成果發表於學術期刊《Optical Materials Express》。

圖片來源：美國羅切斯特大學

研究團隊負責人Nickolas Vamivakas表示，目前多數AR眼鏡的體積龐大、亮度不足且續航有限，尤其在戶外環境中難以清晰顯示。團隊的新研究通過優化光輸入端（波導耦合器），可有效提高亮度與能效，使AR眼鏡更接近普通眼鏡的佩戴體驗。

據悉，傳統AR波導耦合器因光線損失導致圖像暗淡。因此，團隊此次以超表面技術重新設計輸入耦合器，將其劃分為三個功能區段，每個區段都由納米級結構組成，可高效地引導並控制入射光。超表面厚度僅為人類頭發的千分之一，具備傳統光學元件無法實現的光線操控能力。

實驗中，研究人員采用電子束曝光與原子層沈積等精密工藝制造樣品，並在自建光學系統中進行測試。結果顯示，在水平視場角-10°至10°範圍內，新設計的平均光耦合效率達30%，與模擬值31%高度一致，驗證了設計的實用性與穩定性。

未來，團隊將把該設計推廣至整個波導系統，計劃實現全彩顯示，並改進制造工藝以提升良率與一致性。研究人員指出，要實現商業化，還需將該耦合器與實際微顯示引擎整合，並開發低成本的批量制造流程。

該成果展示了超表面光學在下一代AR顯示中的巨大潛力，有望解決當前設備在亮度、功耗和舒適度方面的瓶頸。（來源：羅切斯特大學、LEDinside整理）

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出刊日期: 2025年8月29日
語系: 中文 / 英文
格式: PDF
頁數: 126