西湖大学团队让AR眼镜“又轻又强”

“轻装上阵”！ 全球首发！

杭州日报讯 如果人人都有一副AR眼镜，会是怎么样的？

“有消息来了，我们不用再掏出手机，直接通过眼镜就可以看到是谁发来了什么消息，可以说完全解放了双手！”站在台上，西湖大学博士后、慕德微纳（杭州）科技有限公司（下文简称“慕德微纳”）CEO杜凯凯向观众描绘着未来属于AR的精彩世界。而关于AR眼镜的畅想，正在西湖大学的实验室里一步步成为现实。

昨天，在浙江省科协大楼，杜凯凯和他的导师——西湖大学国强讲席教授、副校长以及慕德微纳首席科学家仇旻，向大家展示了一副“神奇”的AR眼镜。这是这副眼镜的第一次公开亮相，更是“极致轻薄无彩虹纹碳化硅AR衍射光波导”这项科技成果的全球首发。

填补国内技术空白 和戴太阳镜一样轻便

AR是Augmented Reality（增强现实）的简称，而AR眼镜就是可以让佩戴者在现实世界的基础上叠加虚拟景象，并通过传感和计算实现虚实融合与虚实互动。

理想的AR眼镜是怎么样的？“它在外观、重量等方面应该与常规的近视眼镜没有明显差异，点亮时是生产力工具，不点亮时就是普通眼镜。”杜凯凯说。

在AR的众多技术路径中，基于微纳光学的衍射光波导技术可以把很多复杂的光学元件“塞”到一个平面结构里面，将微型投影光机的图像信号传导到人眼中来，同时实现高光效和低能耗，属于高精尖技术。

仇旻团队多年来一直深耕于微纳光学领域，在微纳光子学理论、微纳加工与制造、仪器装备等科研方向硕果颇丰。依托多年的科研积累，也为了解决产业需求，科研成果落地在中国（杭州）算力小镇，成立了慕德微纳。该公司自成立以来，在微纳工艺特别是光波导模板加工方面积累了大量工艺经验，实现了国内高端纳米压印模板从0到1的技术突破，帮助上下游企业将AR衍射光波导镜片模板的迭代周期从3—6个月缩短至1个月甚至1周，将整个行业往快速产品化方向推进。

为了进一步改善AR衍射光波导的性能和佩戴体验，团队打破常规，将微纳光学技术实力与完美的材料性质相结合，把这款极致轻薄的碳化硅AR眼镜打造出来——一副双目重量只有5.4克、厚度仅0.55毫米的AR眼镜镜片，几乎和平时戴的太阳镜一样轻便。

传统AR眼镜为了实现全彩色显示，通常需要使用多层高折射率玻璃来传导光线，这就导致了镜片厚重且不舒适。然而，得益于碳化硅材料的超高折射率，这项新技术只需单层波导就能完成大视场角全彩显示任务。这种材料不仅使AR眼镜变得极其轻巧，还通过一种超薄封装工艺进一步压缩了整体体积，让人佩戴起来几乎感受不到它的存在。

“神奇”的地方不少 超大视界、无彩虹纹、镜片能散热

和传统AR眼镜相比，这款“神奇”的眼镜还有啥特别？

戴上这副AR眼镜后，你会发现自己仿佛置身于一个全新的世界，因为它们能够在现实环境的基础上叠加清晰广阔的虚拟画面，就好像从一个小窗户换到了一扇大门前一样。

这是啥原理？原来，单层碳化硅波导理论上能够支持80度的全彩成像，相比之下，传统高折射率玻璃由于材料限制，单片能够提供的最大全彩色视场角不超过40度。而更大的视场角，意味着更好的沉浸感和体验——无论是游戏中的奇幻场景还是工作中的数据可视化，都将带来前所未有的视觉盛宴。

当我们提到AR眼镜时，很多人可能会担心那些令人分心的彩虹纹现象。这是因为环境光穿过波导表面时会产生衍射效应，形成类似彩虹的效果。不过，在这款采用碳化硅材料制成的AR眼镜中，这个问题得到了有效解决。研究人员通过对波导结构的精确设计，消除了彩虹纹问题，为用户提供了一个干净清晰的画面。

此外，有别于传统的镜腿散热方法，这款碳化硅AR眼镜利用材料本身的性质，通过特殊设计，创新性地将镜片用于散热，大幅提高了散热效率。

随着这类创新性解决方案不断涌现，相信不久之后，我们将见证AR技术真正融入日常生活之中，开启一个充满无限可能的新时代。不论是教育、医疗、娱乐还是工业领域，AR眼镜都将成为连接数字与现实世界的桥梁。