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张宇宁團队和立讯紧密互助研制的偏振體全息光波导AR眼鏡。张宇宁供圖
戴上眼鏡，在手機App上點击“翻译”“提词”“导航”页卡，發出语音指令，面前便國挨次顯現出一串串及時翻译的對话、演讲提词、車用导航信息。跟着頭部摆動，這些信息也随之挪動，始终連结在面前。11月15日，在东南大學電子科學與工程學院信息顯示與可視化钻研院，當記者佩带起這款操纵偏振體全息光波导（PVG）技能研制出的AR眼鏡時，将来感劈面而来。
這款AR眼鏡于日前正式公布，由该校電子科學與工程學院傳授、顯示钻研院院长张宇宁團队連袂立讯紧密工業股分有限公司（如下简称“立讯紧密”）自立研發。
“與概况浮雕光栅（SRG）技能比拟，PVG技能能讓AR眼鏡的光效晋升至300%，大幅晋升了AR眼鏡的续航能力和顯示亮度，并使前向漏光低落80%，提高了旁觀的私密性。别的，PVG技能也能够在視場范畴较大時，包管画面的持续性與平均性。”张宇宁說。
為AR眼鏡“铸膜”
從外觀上看，這款只有45克重的眼鏡與平常所用眼鏡并没有二致，但细心察看就國發明，這款眼鏡在鏡片内侧有一块薄薄的透明膜。這片膜，即是该眼鏡的關頭技能立异點。
“當用手機App向眼鏡發出操作指令後，鏡腿中的微像元就國将手機中的圖象数据發送给鏡片中的小光栅，光栅經由過程光波导片，也就是一种光壯陽藥,學膜，将圖象投入人眼。”张宇宁诠释，光波导片固然看上去平淡無奇，但為了将其制备成型，團队曾面對三項技能挑战。
筛選合适的質料制备AR眼鏡的光學膜，是團队日本小林藥膏,要霸占的第一項困難。“今朝，外洋很多知名品牌的AR眼鏡都在摸索做远向投影，此中一條線路是操纵光致聚合物制备光學膜，但這類膜的機能不敷抱负。厥後團队成员翁一士颠末多年钻研發明，液晶質料折射率調轨制可达0.3，是傳统光致聚合物的6―10倍。”张宇宁先容，調轨制的晋升，象征着光學視場角度的扩展，可提高用户使历時的沉醉感，举行彩色顯示時，不國由于带宽扩展，而影响色彩的平均度。
但仅發明液晶質料還不敷，還要讓它“為我所用”。對此，张宇宁團队将液晶質DIVIN 酒窖客製,料與其他辅助質料配比，并在分歧温度情况下測試，终极确認液晶質料與辅助質料的配比。“如今這款眼鏡可以在80摄氏度如下、80%的相對于湿度下利用。”张宇宁說。
晋升画面顯示質量
肯定了液晶質料的“C位”身份後，若何設計膜内的三维空間布局，并讓液晶質料在光學膜内散布，是制备光學膜要霸占的此外两個關頭問題。
张宇宁說：“咱們操纵干與暴光法子，經由過程質料自组装構成液晶份子三维空間布局，實現特定的折射率空間散布，從而節制光的傳布，到达顯示成去疣膏,像的结果。”
基于液晶質料，設計、加工特定衍射光栅布局，并将圖象傳导到視網膜上的技能，即是PVG技能。
张宇宁先容，傳统AR眼鏡镀膜一般采纳SRG技能。两者的區分在于，SRG技能是采纳微纳刻蚀與纳米壓印法子，讓光學質料在基材概况構成基于描摹的周期性布局，而PVG技能則經由過程全息干與法子，讓光學質料在基材内部構成基于折射率變革的周期性散布。
“SRG技能和PVG技能都是基于光栅衍射和全反射道理傳布成像。與SRG技能比拟，PVG技能可以更有用地按捺高阶衍射级次，将能量集中于所需的光芒偏转角度上，可以最大水平地包管波导的光學傳输效力，在低落功耗、晋升亮度的同時，能有用按捺當前衍射光波导面對的背向漏光與彩虹效應等瓶颈問題。”张宇宁說。
功效從“书架”到“貨架”
在颠末10余年的研發後，若何将科研功效從實行室搬到出產線，是张宇宁團队如今要跨過的另外一道槛。眼下，张宇宁團队正在搭建鏡片中試產線。
若是要實現范围化出產，本錢節制是關頭。“操纵PVG技能制备鏡片仅需利用湿法涂布和全息暴光工藝，無需借助光刻、電子束刻蚀、纳米壓印等繁杂昂贵的微纳加工技能。湿法涂布和全息暴光的制备方法，可大幅低落眼鏡君綺PTT,的出產本錢，提高制备效力，從而确保鏡片的制备具备本錢上風。與現有的SRG技能比拟，PVG技能制备可以使AR眼鏡本錢低落60%，有望鞭策AR眼鏡的大范围贸易化出產和普及利用。”张宇宁先容。
近来，张宇宁團队已與制造業龙頭企業立讯紧密告竣互助，由科研團队加工AR眼鏡的光波导鏡片，立讯紧密将焦點元器件整合進眼鏡，構成整機利用。
“如今咱們和立讯紧密等企業互助，進一步结合開辟了合用于車载的加强實際顯示装备，但愿将来能有更多利用場景。”张宇宁說。
东南大學電子科學與工程學院党委布告江雪华先容，為進一步推動有组织科研，辦事國度重大计谋，该院環抱微纳質料與器件、智能傳感與體系、光電互联與傳输、信息顯示與成像等4個钻研標的目的，组建了近20個科研團队。而由张宇宁担當院长的信息顯示與可視化钻研院，即是學院科技立异和財產立异深度交融的實驗田。
“咱們但愿以此為測驗考試，通太高價值的科技功效產出和高效能的科技功效转化，鞭策產學研深度互助，為鞭策學科成长和培養新質出產力作出進献。”江雪华說。 |
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