“戴着不重、点亮不烫”：西湖大学团队发布超轻薄AR眼镜

随着技术的发展，近年来，科技公司对于头戴式显示器的探索和开发从未停止。

2012 年，谷歌采用反射棱镜技术，开发了 Google Glass 眼镜；2015 年，微软基于衍射光波导技术，推出头显设备 HoloLens；2023 年，苹果发布了 Vision Pro。

然而，它们在为人们带来更多、更新体验的同时，其体积大、佩戴不便等问题也不容忽视。

9 月 24 日，西湖大学和其技术孵化的慕德微纳公司以“透视未来：碳化硅点亮增强现实（AR，Augmented Reality）眼镜技术”为主题，发布了极致轻薄无彩虹纹碳化硅 AR 衍射光波导成果，为领域展示了他们的“中国方案”。

据西湖大学国强讲席教授、副校长仇旻介绍，苹果公司的 Vision Pro，其虚实融合方式是通过摄像头再将图像转到眼镜的屏幕上，所以会因辐辏调节冲突和显示延迟造成用户使用眼镜的“眩晕感”。

慕德微纳开创性地提出了超轻薄的碳化硅 AR 眼镜方案，基于衍射光波导技术，能够把光学影像“投射”在透明镜片上。因此，用户在看到虚拟影像的同时，也不会屏蔽真实世界。

在设计上，这款 AR 眼镜实现了单片全彩显示和无彩虹纹，无需多层光波导和保护玻璃结构，使镜片更加轻薄。

发布活动上，仇旻展示了这款 AR 眼镜原型。其镜片厚度仅为 0.55 毫米，单片镜片重量只有 2.7 克，比普通近视镜片还轻薄。

此外，它实现了 45 度视场角，相当于让用户能够在 3 米外享受到 100 寸“巨大”屏幕的体验。这些设计上的突破，使得 AR 眼镜在佩戴舒适度和视觉体验上都有了显著提升。

“它的重量是目前已知的 AR 镜片中最轻薄的，也是更适合于佩戴的一款。”慕德微纳 CEO 杜凯凯博士表示。

“小”材料的“大”未来：戴着不重、点亮不烫、息屏不挡、视界不窄

这款 AR 眼镜之所以表现优异，离不开其制备材料：碳化硅（SiC）。

碳化硅是一种在自然界中以矿物莫桑石形态存在的材料，因其卓越的物理特性，广泛应用在通讯、高功率器件、新能源汽车等领域。

基于仇旻教授课题组在微纳加工技术方向 20 多年的科研探索和技术积累，发现了该材料的新用途。

具体来说，这种材料因具备折射率高、密度低、热导率极佳（是玻璃热导率的 100 倍）的特性，且硬度仅次于金刚石，成为制造轻薄、高性能 AR 眼镜的理想材料。

传统 AR 眼镜由于光学设计的限制，在佩戴时常会在视野中产生彩虹状的干涉条纹，影响视觉体验。

而西湖大学的 AR 眼镜利用碳化硅材料的高折射率特性，通过特殊的光学结构设计，成功消除了彩虹纹，为用户带来更清晰、自然的视觉体验。

另一方面，AR 眼镜在长时间使用过程中，由于光机的散热问题，常常会导致镜片过热，影响用户体验。

该团队利用碳化硅的高热导率，通过特殊的结构和膜层设计，实现了有效的热管理，从而为 AR 眼镜长时间全画幅全彩点亮提供保障。

AR 时代何时到来？

AR 眼镜在工业、医疗、娱乐等多个领域具有广泛的应用前景。

例如，在工业维修中，工程师可通过 AR 眼镜远程协作；在医疗领域，医生可以利用 AR 眼镜进行远程手术指导；在娱乐领域，用户可以通过 AR 眼镜享受沉浸式的游戏和观影体验，从而改变“低头族”查阅信息的习惯。

但目前，AR 技术还未在 C 端消费群体普遍应用，而是仅在医疗和相关工业场景使用，其限制因素包括：技术成熟度、价格、应用生态等。

纳米压印工艺为 AR 眼镜的量产问题提供了解决方案，研究团队则在纳米压印的模板方面达到国际领先水平。

“慕德微纳填补了国内高端纳米压印模版的空白，在此之前，相关产品主要依赖丹麦和日本的少数公司提供。”杜凯凯表示。

据介绍，目前，慕德微纳已经在杭州市临平区建立生产线，并实现了从光刻到镀膜、刻蚀、测试等一系列生产流程的国产化。

尽管现在基于碳化硅的 AR 眼镜镜片成本相对较高，但据该公司预测，随着生产规模的扩大，该 AR 眼镜的价格有望从目前的数千元降至百元级别，最终实现“走进百姓家”。

那么，AR 时代可能何时到来呢？据杜凯凯预计，未来三至五年有望开启真正的“AR 时代”。

这项新技术不仅推动了 AR 眼镜向轻薄化、高性能化发展，也为智能穿戴设备的设计提供了新的思路。

随着技术的不断成熟和市场的逐步扩大，未来 AR 眼镜有望为人们的生活带来更加丰富和便捷的体验。

运营/排版：何晨龙