想象一下,有(you)(you)一天,你能夠像科(ke)(ke)幻(huan)片里的(de)(de)(de)(de)(de)鋼鐵俠(xia)一樣,戴上一副輕(qing)薄酷(ku)帥的(de)(de)(de)(de)(de)眼(yan)鏡,瞬間就能看到各(ge)種相關信息,而視(shi)線卻(que)絲毫(hao)不受阻(zu)擋。在西湖(hu)大(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)驗(yan)室(shi)里,這些想象正在一步步成為現實(shi)。日前(qian),由(you)西湖(hu)大(da)學(xue)(xue)未來(lai)產業研究中心孵化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)慕(mu)德(de)微納(杭州)科(ke)(ke)技有(you)(you)限公司(si),宣布實(shi)現AR眼(yan)鏡關鍵(jian)技術突破。西湖(hu)大(da)學(xue)(xue)國強光學(xue)(xue)工程講(jiang)席(xi)教授、副校長以及(ji)慕(mu)德(de)微納(杭州)科(ke)(ke)技有(you)(you)限公司(si)首(shou)席(xi)科(ke)(ke)學(xue)(xue)家(jia)仇旻團隊用碳化(hua)硅(gui)代替(ti)傳統的(de)(de)(de)(de)(de)玻璃(li)或樹(shu)脂鏡片,打造出極(ji)致輕(qing)薄的(de)(de)(de)(de)(de)碳化(hua)硅(gui)AR鏡片——單(dan)片重(zhong)2.7克,厚度僅0.55毫(hao)米——比你平時戴的(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)陽鏡還(huan)(huan)要(yao)薄。并且,它還(huan)(huan)實(shi)現了大(da)視(shi)場角的(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)片全彩(cai)顯(xian)示,以及(ji)消(xiao)除了傳統AR眼(yan)鏡“彩(cai)虹紋”干擾問題。

圖片來源:西湖大學
據悉,這(zhe)是(shi)(shi)這(zhe)副眼鏡(jing)(jing)(jing)的(de)第(di)一(yi)(yi)次公(gong)開亮(liang)相,更是(shi)(shi)“極致輕(qing)薄無彩虹(hong)紋(wen)碳化(hua)硅(gui)AR衍(yan)射光(guang)(guang)(guang)波(bo)(bo)導(dao)”這(zhe)項科(ke)技成果的(de)全球首發(fa)。微(wei)(wei)納(na)(na)光(guang)(guang)(guang)學(xue),是(shi)(shi)在(zai)(zai)微(wei)(wei)小尺度上對光(guang)(guang)(guang)學(xue)現象進(jin)行操控的(de)一(yi)(yi)門(men)新興學(xue)科(ke),它(ta)為(wei)(wei)AR鏡(jing)(jing)(jing)片在(zai)(zai)內的(de)光(guang)(guang)(guang)學(xue)器件和技術帶(dai)來了(le)(le)新的(de)技術方案(an)。仇旻(min)團隊多年來一(yi)(yi)直深耕于微(wei)(wei)納(na)(na)光(guang)(guang)(guang)學(xue)領域,在(zai)(zai)微(wei)(wei)納(na)(na)光(guang)(guang)(guang)子學(xue)理論(lun)、微(wei)(wei)納(na)(na)加工與制造(zao)、儀器裝備等科(ke)研(yan)方向碩果頗(po)豐。依托多年的(de)科(ke)研(yan)積(ji)累,也為(wei)(wei)了(le)(le)解決產(chan)(chan)業需(xu)(xu)求,科(ke)研(yan)成果落(luo)地在(zai)(zai)中國(杭州(zhou))算力(li)小鎮,成立了(le)(le)慕德(de)微(wei)(wei)納(na)(na)(杭州(zhou))科(ke)技有限(xian)公(gong)司,專注于AR衍(yan)射光(guang)(guang)(guang)波(bo)(bo)導(dao)、衍(yan)射光(guang)(guang)(guang)學(xue)元件、超(chao)構(gou)光(guang)(guang)(guang)學(xue)器件等產(chan)(chan)品的(de)研(yan)發(fa)。該公(gong)司自成立以來,在(zai)(zai)微(wei)(wei)納(na)(na)工藝特別是(shi)(shi)光(guang)(guang)(guang)波(bo)(bo)導(dao)模(mo)板加工方面積(ji)累了(le)(le)大量(liang)工藝的(de)能力(li),實現了(le)(le)國內高端(duan)納(na)(na)米(mi)壓印模(mo)板從零(ling)到一(yi)(yi)的(de)技術突破,填補了(le)(le)國內AR產(chan)(chan)業鏈(lian)的(de)空白。為(wei)(wei)了(le)(le)進(jin)一(yi)(yi)步(bu)改善AR衍(yan)射光(guang)(guang)(guang)波(bo)(bo)導(dao)的(de)性(xing)能和佩(pei)戴體(ti)(ti)驗,團隊打破常(chang)規,將微(wei)(wei)納(na)(na)光(guang)(guang)(guang)學(xue)技術實力(li)與完美的(de)材(cai)料(liao)性(xing)質相結合,把這(zhe)款極致輕(qing)薄的(de)碳化(hua)硅(gui)AR眼鏡(jing)(jing)(jing)打造(zao)出(chu)來,并走出(chu)實驗室,走向公(gong)眾視野。仇旻(min)介(jie)紹,傳(chuan)統的(de)AR眼鏡(jing)(jing)(jing)為(wei)(wei)了(le)(le)實現全彩色顯(xian)(xian)示,通(tong)常(chang)需(xu)(xu)要使(shi)用多層(ceng)高折射率(lv)玻璃來傳(chuan)導(dao)光(guang)(guang)(guang)線,這(zhe)就(jiu)導(dao)致了(le)(le)鏡(jing)(jing)(jing)片厚重且(qie)不舒適。然(ran)而,得益(yi)于碳化(hua)硅(gui)材(cai)料(liao)的(de)超(chao)高折射率(lv),這(zhe)項新技術只需(xu)(xu)單層(ceng)波(bo)(bo)導(dao)就(jiu)能完成全彩顯(xian)(xian)示任務(wu)。這(zhe)種材(cai)料(liao)不僅使(shi)AR眼鏡(jing)(jing)(jing)變得極其輕(qing)巧,還通(tong)過一(yi)(yi)種超(chao)薄封裝工藝進(jin)一(yi)(yi)步(bu)壓縮了(le)(le)整(zheng)體(ti)(ti)體(ti)(ti)積(ji),讓人佩(pei)戴起來幾乎感受不到它(ta)的(de)存在(zai)(zai)。
“戴(dai)上這副(fu)AR眼鏡后,你會發現自己仿佛置(zhi)身于一(yi)個全(quan)新的(de)(de)(de)世界(jie),因為它們能(neng)夠(gou)(gou)在現實環境(jing)的(de)(de)(de)基礎上疊加清(qing)晰廣(guang)闊的(de)(de)(de)虛(xu)擬畫面(mian),就(jiu)好像(xiang)從一(yi)個小窗戶換到了一(yi)扇大門前一(yi)樣。單層碳(tan)化硅波導(dao)理論上能(neng)夠(gou)(gou)支持大于50°的(de)(de)(de)全(quan)彩(cai)成像(xiang),相比之下(xia),傳統高折射率玻璃由于材料限制,單片能(neng)夠(gou)(gou)提供的(de)(de)(de)最大全(quan)彩(cai)色(se)視(shi)(shi)場角(jiao)不超過(guo)40度(du)。更(geng)大的(de)(de)(de)視(shi)(shi)場角(jiao)意味著(zhu)更(geng)好的(de)(de)(de)沉浸感和體驗。無論是游戲中(zhong)的(de)(de)(de)奇幻場景(jing)還(huan)是工作中(zhong)的(de)(de)(de)數據可視(shi)(shi)化,都將帶來前所未有(you)的(de)(de)(de)視(shi)(shi)覺盛宴。”仇旻說,研究人員還(huan)通過(guo)對波導(dao)結構(gou)的(de)(de)(de)精確設計,消除了彩(cai)虹(hong)紋問(wen)題,為用戶提供了一(yi)個干凈清(qing)晰的(de)(de)(de)畫面(mian)。

圖片來源:西湖大學
傳(chuan)統(tong)AR衍(yan)射光波導(dao)眼(yan)鏡(jing)中(zhong),投影(ying)光機(ji)和傳(chuan)感、計(ji)(ji)算單元產生的(de)(de)熱量堆積(ji)會使設(she)備進(jin)入(ru)(ru)過熱保護,因此(ci)只能(neng)顯示(shi)小面(mian)積(ji)畫面(mian)。有(you)別于傳(chuan)統(tong)的(de)(de)鏡(jing)腿散(san)熱方法,這款碳化硅AR眼(yan)鏡(jing)利用材(cai)料本身(shen)的(de)(de)性質,通過特殊設(she)計(ji)(ji),創新性地將鏡(jing)片用于散(san)熱,大幅(fu)提高了散(san)熱效率,AR衍(yan)射光波導(dao)眼(yan)鏡(jing)全(quan)彩(cai)全(quan)畫幅(fu)顯示(shi)不再是(shi)奢望。“相信不久之后,我們將見證AR技(ji)術真正(zheng)融(rong)入(ru)(ru)日常生活之中(zhong),開啟一個充滿(man)無(wu)限可能(neng)的(de)(de)新時代。不論是(shi)教育、醫療、娛樂還是(shi)工業領域,AR眼(yan)鏡(jing)都將成為(wei)連接數字與(yu)現(xian)實世(shi)界(jie)的(de)(de)橋梁。”仇旻(min)表示(shi):“這將顛(dian)覆AR眼(yan)鏡(jing)的(de)(de)設(she)計(ji)(ji)形態,讓它加速‘飛入(ru)(ru)尋(xun)常百(bai)姓(xing)家’!”
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