在2025世界顯示產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展大會(huì)期間，俄羅斯科學(xué)院外籍院士、南方科技大學(xué)講席教授孫小衛(wèi)就AR眼鏡光波導(dǎo)技術(shù)發(fā)表了深度見(jiàn)解。他指出，盡管AR眼鏡被視為下一代主流AI終端，但當(dāng)前光波導(dǎo)顯示方案仍面臨全彩顯示、大視場(chǎng)角與輕薄單片難以兼顧的困境，這一矛盾被稱為行業(yè)“不可能三角”。

幾何光波導(dǎo)與衍射光波導(dǎo)是目前主流技術(shù)路線。幾何方案以高光學(xué)效率、優(yōu)異色彩表現(xiàn)著稱，但加工需將多層鏡片精密疊合，良率低且成本高昂，meta最新發(fā)布的Ray-Ban Display即采用該方案。衍射方案中，表面浮雕光柵光波導(dǎo)因兼容半導(dǎo)體工藝被廣泛采用，meta Orion原型機(jī)與Rokid Glasses均屬此類，但其色散問(wèn)題與視場(chǎng)角受限于材料折射率的短板同樣突出。體全息等全光工藝雖無(wú)刻蝕工藝，卻對(duì)光波長(zhǎng)敏感且供應(yīng)鏈缺失，索尼、尼卡光學(xué)等企業(yè)正持續(xù)攻關(guān)。

視場(chǎng)角受限是當(dāng)前AR顯示的核心挑戰(zhàn)之一。衍射方案中，紅綠藍(lán)三色光因波長(zhǎng)差異產(chǎn)生衍射角度偏差，導(dǎo)致色散現(xiàn)象。為避免色偏，廠商不得不壓縮視場(chǎng)角范圍。波導(dǎo)片折射率成為另一關(guān)鍵因素——碳化硅材料折射率達(dá)2.6以上，可使meta Orion實(shí)現(xiàn)60度全彩視場(chǎng)角，而玻璃基底產(chǎn)品因折射率不足2.0，視場(chǎng)角多停留在30度水平。光波導(dǎo)內(nèi)部全反射導(dǎo)致的亮度衰減、雙目光引擎色彩補(bǔ)償差異，以及彩虹紋、漏光等問(wèn)題，進(jìn)一步加劇了技術(shù)瓶頸。

為突破“不可能三角”，孫小衛(wèi)團(tuán)隊(duì)提出超表面波導(dǎo)解決方案。該技術(shù)通過(guò)二維平面亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，對(duì)光波的振幅、相位、偏振進(jìn)行逐點(diǎn)精準(zhǔn)調(diào)控，使三色光偏轉(zhuǎn)至同一角度。團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的逆向設(shè)計(jì)算法可反向推導(dǎo)最優(yōu)光學(xué)參數(shù)，相比傳統(tǒng)固定周期光柵設(shè)計(jì)，賦予工程師更大自由度。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，超表面波導(dǎo)不僅消除色散、突破視場(chǎng)角極限，還能保持視場(chǎng)范圍內(nèi)亮度均勻性，其單層結(jié)構(gòu)使系統(tǒng)重量較三層方案降低67%，同時(shí)保留玻璃通透質(zhì)感。