光波导技术方策比较

研究报告节选:

◼ 光波导技术因其轻薄、对外界光线的高穿透特性，将成为下一代主流光学方案。光波导的传输原理是在不同折射率的介质分界面上,电磁波的全反射现象使光波局限在波导及其周围有限区域内传播，波导使 AR 眼镜的光学环节可以移到额头顶部或侧面，降低对外界光线的阻挡。光波导总体上可以分为几何光波导（Geometric Waveguide）和衍射光波导（Diffractive Waveguide）两种，二者工作原理不同。几何光波导运用传统几何光学设计理念，通过阵列反射镜堆叠实现图像的输出和动眼框的扩大，其制造工艺繁冗，可量产性和良率均较差。衍射光波导又包括利用光刻技术制造的表面浮雕光栅波导(Surface Relief Grating)和基于全息干涉技术制造的全息体光栅波导(Volumetric Holographic Grating)，其在设计和成产上更具灵活性，其中又以表面浮雕光栅波导最具成熟量产条件，已上市的 AR 眼镜产品 HoloLens 2、Magic Leap One 均采用该技术。同时，2021 年小米、OPPO、Snap、Rokid、影目等多家厂商的 AR 眼镜新品采用光波导方案，基于光波导方案的 AR 眼镜大规模出货在即。

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最后更新: 2022-03-01

图表内容

图表48：光波导技术方策比较
几何光波导
表面浮雕光栅波导
全息体光栅波导
阵列反射镜：
全息体光栅VHG或全息光学元件
光学元件
表面浮雕光栅：高折射率聚合物
带有薄膜涂层的玻璃或塑料
HOE:液晶、感光树脂
Hololens252°、
最大视场角
Lumus55°
Digilens35°
Magic Leap One50°
传统半导体的微纳米加工工艺、
制造方法
传统光学、涂层、堆叠、切割等
全息激光干涉技术
纳米压印技术
二维扩瞳技术、
优点
无色散、图像质量优异
二维扩瞳技术、可大批量生产
若实现大批量生产成本将降低
缺点
制造工艺流程繁冗
色散、较高的设计壁垒
色散、视场角较小
来源：Yole
国金证养研究所