哪个AR光波导方案比较适合近年走上消费级电子的量产之路?(转载)

艾达财经综合2021-07-22 21:31:0260ar概念股

  最近国内的AR增强现实领域很热闹,不少AR光学模组提供商都拿到了风投资本,也都在在衍射光波导上面有布局,有突破。说这种的企业为数不少,感觉不跟衍射光波导搭点边就代表自己没有技术底蕴一样。诚然,衍射光波导是国际现今最前沿的技术,也是大家最被看好,也被国际厂商验证可行的,综合效果高的技术路线,大家都是朝着这个方向去努力的,但衍射光波导真有这么好突破吗?那我们来一起说道说道。

  衍射光波导主要有基于光刻技术的表面浮雕光栅波导和基于全息技术的全息光波导,HoloLens,Magic Leap One均属于前者,也即是表面浮雕光栅波导,其核心是一些亚波长的刻蚀光栅组成,通过高效率衍射实现图像的引导。

  先说说刻蚀波导优点:

  1. 衍射光学,微纳结构形式多变;光栅组合的自由度高(HL2)

  2. 双轴光瞳扩展,可实现大视角、出瞳大小和适眼距;

  3.透明度高、结构轻薄

  大家看了很诱人是不是,那我们说说他们的难处,

  1.首先得专利授权,专利是Nokia, Magic Leap ,Displex Oy

  2. 技术门槛高,结构复杂,加工难度极大(国内难以企及)

  3. 光刻工艺使得成本居高不下(HL1&2) (光刻机中国的痛)

  所以,表面浮雕刻蚀光波导不是那么轻易的谁都可以玩的,先突破专利那一关,然后投入巨资,当年微软的10亿美元使得大家对衍射光波导(国内混为全息波导),再然后就是光刻工艺,要积淀,也要积淀!好了,做出来以后,量产成本,成本如何走到消费电子级,不能永远高高在上的,消费端不会认。

  其实还有一个表面浮雕衍射光波导还有一个路线,大家也容易混淆了,那就是英国Waveoptics(专利持有方)的纳米柱式衍射光波导,我们也来说说他们的优缺点,

  优点:1.衍射光学,双区域完成双轴光瞳扩展;结构小巧

  2.微纳结构简单,对制造设备要求低

  缺点:1.色散较大

  2.结构过于特殊,导致其性能优化自由度低,

  3.量产投资大,量产困难

  说到这里,顺带也谈一下阵列光波导吧 专利持有方 :以色列Lumus

  优点:

  1.几何光学,原理简单

  2.单片实现彩色

  缺点:

  1.单轴光瞳扩展,出瞳小

  2.形式固定,可优化自由度低,视场角难以增大

  3.良品率低,投资大,成本高,难以走入消费电子级的市场

  最后来说体全息衍射光波导

  全息光波导(Holographicwaveguide)则是使用全息光学元件(Holographic Optical Element,HOE)代替以上的刻蚀光栅,实现虚拟图像的引导,苹果公司收购的Akonia公司采用的便是采用的全息光学元件,相比较刻蚀光栅,全息光学元件是通过双光束激光全息曝光的方式,直接在微米级光聚合物薄膜内干涉形成纳米级的光栅结构,因此在工艺上,全息光波导更加高效,成本较其他光波导技术也具有明显优势。

  优点:

  1.衍射光学,布拉格光栅,光栅结构灵活,衍射效率高;光栅组合的自由度高

  2.可双轴光瞳扩展,可实现大视角、出瞳大小和适眼距

  3.透明度极高、结构轻薄

  4.可波长复用和角度复用,潜力巨大

  5.可大面积制备,用于抬头显示设备

  6.全息曝光工艺效率高,成本低

  7.量产投资小,良品率高,具备走向消费电子级的条件

  缺点:

  1.专业全息技术,技术门槛高

  2.对材料、系统设计,制造工艺要求高

  体全息衍射光波导路线的工艺难点。

  制造全息波导前,需要经过精确的模拟计算,得到特定规格的光束来做曝光,过程中所使用的激光光强、主频率、带宽、相干性,以及材料的配方、曝光环境这些都是经过无数次光学实验获得的最优方案。很多参数都无法通过简单的光学分析来反推出来,需要根据材料的特点通过真实的全息实验寻找最佳参数,因此这也提升了技术的研发难度和市场垄断性。因为任何环节出了问题上述的每个制程你也得排查,有时候正确的参数也会因为制程中太多的影响因素而误判。这些可不是底子差的单位玩得转的,得耐得住寂寞,沉得下心来才成。

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