如果人人都有一副AR眼鏡，會(huì )是怎么樣的？

“有消息來(lái)了，我們不用再掏出手機，直接通過(guò)眼鏡就可以看到是誰(shuí)發(fā)來(lái)了什么消息，可以說(shuō)完全解放了雙手！”站在臺上，西湖大學(xué)博士后、慕德微納（杭州）科技有限公司（下文簡(jiǎn)稱(chēng)“慕德微納”）CEO杜凱凱向觀(guān)眾描繪著(zhù)未來(lái)屬于A(yíng)R的精彩世界。而關(guān)于A(yíng)R眼鏡的暢想，正在西湖大學(xué)的實(shí)驗室里一步步成為現實(shí)。

昨天，在浙江省科協(xié)大樓，杜凱凱和他的導師——西湖大學(xué)國強講席教授、副校長(cháng)以及慕德微納首席科學(xué)家仇旻，向大家展示了一副“神奇”的AR眼鏡。這是這副眼鏡的第一次公開(kāi)亮相，更是“極致輕薄無(wú)彩虹紋碳化硅AR衍射光波導”這項科技成果的全球首發(fā)。

填補國內技術(shù)空白 和戴太陽(yáng)鏡一樣輕便

AR是Augmented Reality（增強現實(shí)）的簡(jiǎn)稱(chēng)，而AR眼鏡就是可以讓佩戴者在現實(shí)世界的基礎上疊加虛擬景象，并通過(guò)傳感和計算實(shí)現虛實(shí)融合與虛實(shí)互動(dòng)。

理想的AR眼鏡是怎么樣的？“它在外觀(guān)、重量等方面應該與常規的近視眼鏡沒(méi)有明顯差異，點(diǎn)亮時(shí)是生產(chǎn)力工具，不點(diǎn)亮時(shí)就是普通眼鏡?！倍艅P凱說(shuō)。

在A(yíng)R的眾多技術(shù)路徑中，基于微納光學(xué)的衍射光波導技術(shù)可以把很多復雜的光學(xué)元件“塞”到一個(gè)平面結構里面，將微型投影光機的圖像信號傳導到人眼中來(lái)，同時(shí)實(shí)現高光效和低能耗，屬于高精尖技術(shù)。

仇旻團隊多年來(lái)一直深耕于微納光學(xué)領(lǐng)域，在微納光子學(xué)理論、微納加工與制造、儀器裝備等科研方向碩果頗豐。依托多年的科研積累，也為了解決產(chǎn)業(yè)需求，科研成果落地在中國（杭州）算力小鎮，成立了慕德微納。該公司自成立以來(lái)，在微納工藝特別是光波導模板加工方面積累了大量工藝經(jīng)驗，實(shí)現了國內高端納米壓印模板從0到1的技術(shù)突破，幫助上下游企業(yè)將AR衍射光波導鏡片模板的迭代周期從3—6個(gè)月縮短至1個(gè)月甚至1周，將整個(gè)行業(yè)往快速產(chǎn)品化方向推進(jìn)。

為了進(jìn)一步改善AR衍射光波導的性能和佩戴體驗，團隊打破常規，將微納光學(xué)技術(shù)實(shí)力與完美的材料性質(zhì)相結合，把這款極致輕薄的碳化硅AR眼鏡打造出來(lái)——一副雙目重量只有5.4克、厚度僅0.55毫米的AR眼鏡鏡片，幾乎和平時(shí)戴的太陽(yáng)鏡一樣輕便。

傳統AR眼鏡為了實(shí)現全彩色顯示，通常需要使用多層高折射率玻璃來(lái)傳導光線(xiàn)，這就導致了鏡片厚重且不舒適。然而，得益于碳化硅材料的超高折射率，這項新技術(shù)只需單層波導就能完成大視場(chǎng)角全彩顯示任務(wù)。這種材料不僅使AR眼鏡變得極其輕巧，還通過(guò)一種超薄封裝工藝進(jìn)一步壓縮了整體體積，讓人佩戴起來(lái)幾乎感受不到它的存在。

“神奇”的地方不少 超大視界、無(wú)彩虹紋、鏡片能散熱

和傳統AR眼鏡相比，這款“神奇”的眼鏡還有啥特別？

戴上這副AR眼鏡后，你會(huì )發(fā)現自己仿佛置身于一個(gè)全新的世界，因為它們能夠在現實(shí)環(huán)境的基礎上疊加清晰廣闊的虛擬畫(huà)面，就好像從一個(gè)小窗戶(hù)換到了一扇大門(mén)前一樣。

這是啥原理？原來(lái)，單層碳化硅波導理論上能夠支持80度的全彩成像，相比之下，傳統高折射率玻璃由于材料限制，單片能夠提供的最大全彩色視場(chǎng)角不超過(guò)40度。而更大的視場(chǎng)角，意味著(zhù)更好的沉浸感和體驗——無(wú)論是游戲中的奇幻場(chǎng)景還是工作中的數據可視化，都將帶來(lái)前所未有的視覺(jué)盛宴。

當我們提到AR眼鏡時(shí)，很多人可能會(huì )擔心那些令人分心的彩虹紋現象。這是因為環(huán)境光穿過(guò)波導表面時(shí)會(huì )產(chǎn)生衍射效應，形成類(lèi)似彩虹的效果。不過(guò)，在這款采用碳化硅材料制成的AR眼鏡中，這個(gè)問(wèn)題得到了有效解決。研究人員通過(guò)對波導結構的精確設計，消除了彩虹紋問(wèn)題，為用戶(hù)提供了一個(gè)干凈清晰的畫(huà)面。

此外，有別于傳統的鏡腿散熱方法，這款碳化硅AR眼鏡利用材料本身的性質(zhì)，通過(guò)特殊設計，創(chuàng )新性地將鏡片用于散熱，大幅提高了散熱效率。

隨著(zhù)這類(lèi)創(chuàng )新性解決方案不斷涌現，相信不久之后，我們將見(jiàn)證AR技術(shù)真正融入日常生活之中，開(kāi)啟一個(gè)充滿(mǎn)無(wú)限可能的新時(shí)代。不論是教育、醫療、娛樂(lè )還是工業(yè)領(lǐng)域，AR眼鏡都將成為連接數字與現實(shí)世界的橋梁。