AR智能眼鏡繞不開的核心技術--全息光波導

最近不少智庫、大佬、媒體、平臺在預測AR/VR將是下一個計算機浪潮，下一個三十年的科技文明。這些我們暫時不評述，今天我們請到了三極光電科技（蘇州）有限公司的聯(lián)合創(chuàng)始人袁俊旗，一起和袁總談談AR智能眼鏡繞不開的國際前沿技術——全息光波導。

ARC：據(jù)我們所知，目前光波導技術已經(jīng)在一些可穿戴AR設備應用，例如HoloLens，Magic?Leap?One，那么全息光波導和光波導是什么關系？在技術上又有哪些優(yōu)勢？

袁俊旗：光波導技術總體上可以分為幾何光波導和衍射光波導兩種，幾何光波導主要是所謂的陣列光波導，其通過陣列反射鏡堆疊實現(xiàn)圖像的輸出，這一技術的代表公司是以色列的Lumus公司，目前國內的絕大多數(shù)光波導模組公司也均采用陣列波導的技術，因為這種的技術門檻相對來說比較低；衍射光波導主要有基于光刻技術的表面浮雕光柵波導和基于全息技術的全息光波導，您說的HoloLens，Magic?Leap?One均屬于前者，也即是表面浮雕光柵波導，其核心是一些亞波長的刻蝕光柵組成，通過高效率衍射實現(xiàn)圖像的引導。全息光波導（Holographic?waveguide）則是使用全息光學元件（Holographic?Optical?Element，HOE）代替以上的刻蝕光柵，實現(xiàn)虛擬圖像的引導，蘋果公司收購的Akonia公司采用的便是采用的全息光學元件，相比較刻蝕光柵，全息光學元件是通過雙光束激光全息曝光的方式，直接在微米級光聚合物薄膜內干涉形成納米級的光柵結構，因此在工藝上，全息光波導更加高效，成本較其他光波導技術也具有明顯優(yōu)勢。

另外值得一說的是，AR顯示要盡可能的保證外界真實場景的特征，例如外景的清晰度，畸變，以及亮度不受波導的影響，在這一點上，全息光波導由于HOE的高透明，高衍射效率特點，較陣列波導具有明顯優(yōu)勢，且不易產(chǎn)生鬼像，目前很多AR領域的從業(yè)者混淆了光波導和全息光波導概念，本質上，前者屬于幾何光學范疇，后者屬于衍射光學范疇，是兩種不同的技術方案。

傾斜表面浮雕光柵

全息光波導

ARC：全息光波導作為一種未來的前沿技術，請您簡單介紹一下目前貴公司的基本情況？在全息光波導研發(fā)進展？研發(fā)的難度如何？

袁俊旗：三極光電科技（蘇州）有限公司成立于2016年，在此之前，我從事全息技術十多年，公司里的其他搭檔有合作六七年的，也有從事近三十年的，因為共同的追求走到一起，合作至今，三極光電在全息技術，尤其是HOE以及全息光波導研發(fā)制造技術擁有數(shù)十年的經(jīng)驗，具有極雄厚的研發(fā)工藝沉淀。成立至今，在沒有其他商業(yè)資本和機構加持的情況下，我們不斷完善全息波導的研發(fā)制造能力，目前，我們已經(jīng)成功研制出單色一維波導、二維擴瞳全息波導，以及雙彩色全息波導，成像清晰，處于國內全息光波導領先地位，綜合性能超過某些國際知名公司。

在制造全息波導前，我們需要經(jīng)過精確的模擬計算，得到特定規(guī)格的光束來做曝光，過程中所使用的激光光強、主頻率、帶寬、相干性，以及材料的配方、曝光環(huán)境這些都是經(jīng)過無數(shù)次光學實驗獲得的最優(yōu)方案。很多參數(shù)都無法通過簡單的光學分析來反推出來，需要根據(jù)材料的特點通過真實的全息實驗尋找最佳參數(shù)，因此這也提升了技術的研發(fā)難度和市場壟斷性。因為任何環(huán)節(jié)出了問題上述的每個制程你也得排查，有時候正確的參數(shù)也會因為制程中太多的影響因素而誤判。我們團隊在全息技術領域擁有的豐富經(jīng)驗和多項核心技術，使得我們在很有限的條件下完成全息波導現(xiàn)在的一定成果。

三極光電科技全息光波導測試裝置（二維）

ARC：您說到核心技術，目前全息光波導的技術瓶頸都有哪些？貴公司在核心技術的布局方面如何？