光波导与棱镜、自由曲面、birdbath是目前AR(增强现实)眼镜主流光学方案,其中光波导方案具有体积轻薄、透光率高、清晰度高、视场角大等优势,是AR光学系统主要发展方向。
光波导AR眼镜主要由显示模组、波导片、耦合器等部分组成,根据耦入耦出器不同,光波导分为几何光波导(以阵列光波导为主)和衍射光波导,其中衍射光波导是利用光栅的衍射特性设计光路,将显示屏上的图像耦合到波导中,以全反射的形式进行传播,再通过耦出器件进入人眼成像。
目前国际公认的三大衍射光波导技术路径为表面浮雕光波导(SRG)、体全息光波导(VHG)及偏振体全息光波导(PVG)。我国衍射光波导量产始于2021年,凭借其轻薄、高透光率等优势,衍射光波导已成为近两年AR眼镜新品中主流技术路径。
根据新思界产业研究中心发布的
《2025-2029年中国衍射光波导市场行情监测及未来发展前景研究报告》显示,衍射光波导用于AR/AI眼镜中,近年来,在Meta、三星、苹果、阿里、华为、字节跳动等企业积极布局下,AR/AI眼镜发展迅速,其中2025年我国AI眼镜出货量有望跃居全球第一,达270万台以上。随着AR/AI眼镜放量,市场对其成像质量、使用场景、佩戴体验等将提出更高的要求,衍射光波导应用前景广阔。
在三大衍射光波导技术路线中,表面浮雕光波导布局企业较多,包括至格科技、广纳四维、歌尔光学、水晶光电等,其中至格科技建成业了内首条衍射光波导全自动批量生产线。表面浮雕光波导制备工艺分为纳米压印工艺和刻蚀工艺,目前纳米压印工艺为主流工艺,刻蚀工艺在光学性能提升、稳定性和一致性、材料与耐用性等方面具有优势,是未来制备工艺主要迭代方向。
体全息光波导及偏振体全息光波导布局企业相对较少,但体全息光波导相较于表面浮雕光波导理论优势更明显,也已吸引三极光电、谷东科技、水晶光电、尼卡光学等企业布局。偏振体全息光波导由东南大学张宇宁教授团队提出,目前主要由南京平行视界技术有限公司加速推进该技术产业化。
新思界
行业分析人士表示,衍射光波导是最具潜力的AR眼镜光学方案,具有轻薄、高透光率、可规模化量产等优点。我国衍射光波导量产时间较短,近年来其虽在显示效果、成本优化、佩戴体验等方面实现了提升,但在实际应用中,仍存在彩虹效应、漏光、光效低等问题,未来衍射光波导技术仍需进一步优化迭代。
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