Dispelix公司與歌爾股份攜手攻關光波導技術難題

CINNO Research產業資訊，在最近的 “光學與激光科學前沿” 會議上，Dispelix公司展示了一項關于光波導中激光作用效應的分析。據介紹內容顯示，這種基于激光的單色光在光波導中可實現高效消色差光柵，不過因為激光的相干性過高，這種光源在樣品中也引發一些不良效應。實際上，對于激光這種極窄帶寬的光源，整個光波導產品不僅可能會出現散斑現象，而且當光線在多個重疊的出瞳擴展光柵處發生干涉時，還可能產生影響視覺效果的牛頓環問題。

為了改善上述問題，Dispelix公司提出的解決方案包括采用更厚的光波導—— 不過這也是傳統設計思路中設計人員不太傾向于選擇的方案。之所以選擇更厚的光波導，這是因為它可以延長光線在光波導內的全反射（TIR）路徑長度，從而減少干涉情況，與此同時它還可以降低光與邊界的相互作用（也能夠提升調制傳遞函數/MTF）。此外，研發人員還需通過調整激光電流或其他方式，確保足夠寬的帶寬以避免牛頓環的產生，研究人員建議光源的半高全寬（Full Width Half Maximum）在設計時至少達到2納米。

另一方面，來自中國的歌爾股份（Goertek）也正在研發一種用于增強現實（AR）波導的碳化硅（SiC）材料。眾所周知，碳化硅已被應用于電力電子領域（尤其是電動汽車中），但注意這里光波導所需的碳化硅并非同一種類—— 相對來說，后者需要具備更高的純度和完全的透光性。該材料的折射率高達2.65，這意味著這種材料設計上支持更大視場角（FOV）的設計。Meta公司的Orion頭顯已率先使用這種材料且展現了其強大的潛力，實現了70度的視場角。但光學級碳化硅成本極高，因此歌爾股份正致力于研發成本更低的量產解決方案。

除了上述內容以外，他們的論文還介紹了多項波導的通用性改進方案：例如傾斜輸入光柵以減少來自光引擎的反射光（這些反射光在某些情況下可能導致重影，影響視覺體驗）。此類結構在碳化硅材料中的制備難度較大，但歌爾股份表示目前已具備相關制造能力。為降低衍射造成的彩虹效應，碳化硅光波導的光柵周期應控制在200納米以內。光學級碳化硅的純度也至關重要 —— 雜質和缺陷會導致光線吸收，進而降低透光效率。

另外，歌爾股份還展示了多款波導設計的相關數據：碳化硅基波導的視場角為30度；玻璃基波導的視場角分為25度和22度；聚合物基波導的視場角為25度。

關于Dispelix公司

Dispelix是一家長期致力于為企業級和消費級增強現實設備研發并提供透明光波導的科技公司。該公司的先進光波導在增強現實設備中充當透視顯示器，能夠將真實世界和虛擬世界融合在用戶的視野中。Dispelix是增強現實行業領導者值得信賴且富有遠見的合作伙伴，助力他們重新定義增強現實設備的外形、功能和手感。

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