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作为关键AR光学技术之一 , 光波导模组对于AR眼镜的轻量化、视场角、清晰度等方面有着重要影响 。 目前 , 市面上各类光波导公司掌握不同类型的光波导架构设计 , 而且制造工艺也各有不同 。 比如Magic Leap、HoloLens就采用纳米压印工艺来制造AR光波导 。
Dispelix联合创始人兼CEO Anti Sunnari
近期在AWE 2022期间 , 芬兰AR光波导厂商Dispelix联合创始人兼CEO Anti Sunnari在主题演讲中表示市面上的光波导制造工艺通常可分为五大类:
1)纳米压印(微软HoloLens、Magic Leap、WaveOptics、Vuzix);2)直接蚀刻(Dispelix、应用材料);3)切割、涂层和堆叠(Oorym、Lumus);4)非接触式光学复制/激光干涉法(DigiLens、ImagineOptix);5)注塑成型(LetinAR、tooz、Optinvent、爱普生) 。
光波导制造工艺5大分类
其中 , Dispelix采用蚀刻的方式去制造AR光波导 , 那么相比于纳米压印等技术 , 蚀刻光波导制造工艺又有哪些优势呢?
两种技术路径Sunnari指出 , Dispelix专注于开发表面浮雕光栅光波导 , 可搭配折射率2.0的光学晶圆 。 在演讲中 , Sunnari展示了两款光波导AR眼镜形态 。
一种是基于LBS投影的单目AR眼镜 , 主要应用场景是显示文字通知等信息 , 辅助日常生活和工作 。 这种设计的特点是 , 一边镜腿集成电池和计算单元 , 另一边镜腿则集成LBS光学引擎 。
另一种形态为双目AR眼镜 , 其特点是将光波导与LCoS、DLP、microLED等光源结合 , 可显示更复杂的AR图像 。
据了解 , Dispelix将主要为AR眼镜设计提供光波导模组 , 而通过与其他微显示厂商合作 , 便可以将其光波导结合不同类型的光学引擎 。 比如近期 , Dispelix就与Avegant(LCoS)、JBD(microLED)、TriLite(LBS)、Mega1(LBS)等公司达成了合作 。
除此之外 , 这次演讲的主题主要包括Dispelix如何利用软件来模拟和优化单层光波导结构 , 以及与传统光波导制造工艺有哪些不同 。
【网易|Dispelix创始人阐释,蚀刻光波导比纳米压印好在哪】
Sunnari表示:纳米压印和直接蚀刻是制造表面浮雕光栅光波导的两种方式 。 而表面浮雕光栅光波导制造的关键步骤 , 是向玻璃材质转移图案 。 这项工艺主要需要三大元素:玻璃材质的晶圆、在玻璃晶圆上形成纳米结构(前端工艺)、在单片光波导上叠加额外涂层(后端工艺) 。
Sunnari认为 , 前端工艺采用纳米压印技术是光波导厂商常用的工艺 , 材料供应商很多 , 但这种工艺过于简单 。 简单来讲 , 纳米压印技术就在玻璃晶圆上叠加树脂涂层 , 然后在涂层上进行纳米压印 , 再然后使用紫外光固化 。
纳米压印与蚀刻工艺对比
相比之下 , 蚀刻工艺建立在纳米压印基础上 , 步骤更加复杂 , 制造成果更好 。 比如 , 蚀刻工艺第一步是在晶圆上叠加无机涂层 , 然后再叠加树脂涂层 。 Sunnari表示:在转移图案步骤 , 可使用纳米压印技术 , 或是远紫外线、Talbot光刻技术 。 在图案转移完成后 , 再进一步蚀刻光波导的表面结构 , 然后分离树脂层 。
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