近眼顯示設備
關注創建者：匿名 創建時間：2025-11-25
近眼顯示設備的實例教程
上海交通大學的智能顯示實驗室（sdl.sjtu.edu.cn），提出了一種基于五通道波導及二維擴瞳器的近眼顯示。如圖1所示，其基本架構由（1）五通道波導、（2）入耦合光柵（ICG）、（3）出耦合光柵（OCG）所組成。其核心設計思路為將通道1/2/3/4/5的入耦合光柵置于僅包含子視場1/2/3/4/5的獨立區域內，從而實現五通道的視場分割。與傳統波導相比，一個顯著特征是，五個入耦合光柵在位置上是錯開的。
圖1. 五通道波導架構圖
與基于雙通道視場分割的美國微軟的HoloLens 2波導方案相比，基于五通道視場分割的波導方案具有更大的視場角。如圖2所示，以折射率為1.8的波導為例，雙通道的對角FOV上限為48度，而五通道可達到124度，甚至超過了美國Meta公司的Orion碳化硅方案（其視場角為70度）。
圖2. 單/雙/三/四/五通道波導方案的視場角FOV上限與折射率的關系
為驗證方案的技術可行性，在VirtualLab Fusion軟件的賦能下，課題組重點研究了四臺階及二維柱狀光柵的衍射效率、波導的視場角上限、以及出瞳均勻性問題。如圖3所示，對于486/546/633 nm的波長，鋸齒光柵和四臺階光柵的衍射效率分別為58/69/58%和52/61/54%。以50%為基準的話，鋸齒光柵和四臺階光柵的波長帶寬分別為290 nm和218 nm。如圖4所示，對于二維柱狀光柵，其各個衍射級次（包括T(-1,0)、R(0,0)、R(-1,±1)和R(0,±1)）的效率則可通過光柵高度進行調控。至于二維出瞳擴展，如圖5所示，于30 mm × 21 mm的出瞳區域，通過自定義參數關聯與下降單純形算法優化，得出了70個出耦合子光柵的衍射效率，分析了各出瞳的電磁場或光強。
展開 顯示及半導體行業激光設備市場分析報告大綱
第一章：激光設備行業綜述
一、激光設備及產業鏈定義
二、激光設備應用場景介紹
1.顯示面板行業
2.半導體行業
3.LED行業應用
4.其他電子信息產業
三、全球及國內激光設備行業發展介紹
1.全球市場
2.國內市場
第二章：激光設備在顯示及半導體行業的未來發展趨勢
一、激光設備在顯示及半導體等行業發展驅動因素分析
1.市場
2.技術
3.政策
4.其他
二、激光設備應用于顯示面板的市場趨勢分析
1.全球面板產能趨勢分析
2.全球面板技術趨勢分析
三、激光設備應用于泛半導體的市場趨勢分析
1.晶圓市場規模及技術趨勢分析
2.第三代化合物半導體市場規模及技術趨勢分析
3.LED外延片市場規模及技術趨勢分析
四、激光設備市場容量趨勢分析
1.顯示面板用激光相關設備市場容量趨勢分析
1.1 激光切割設備
1.2 激光修復設備
2.泛半導體用激光相關設備市場容量趨勢分析
2.1半導體激光切割設備
2.2 LED行業激光設備
第三章：全球核心激光設備廠商分析
一、海外激光設備廠商分析
1.美國Coherent
2.韓國AP System
3.韓國LIS
4.韓國EO Technics
5.韓國PHILOPTICS
6.韓國CHARM
7.韓國KOSES
8.法國Amplitude
9.日本DISCO
10.日本東京精密
11.美國MKS(ESI)
二、國內激光設備廠商分析
展開 <p class="ql-align-center"><strong>三波導疊加的RGB波導案例分析</strong></p><p><br></p><p class="ql-align-justify"><br></p><p><strong style="color: rgb(13, 80, 199);">簡介</strong></p><p class="ql-align-justify">RGB 波導是 AR 近眼顯示設備的核心光學組件，其核心需求是實現紅（620nm）、綠（550nm）、藍（450nm）三波長光的精準協同傳播，最終在眼盒內形成色彩均勻、成像清晰的合成圖像。由于不同波長光的衍射特性差異顯著，傳統設計易出現色彩偏移、傳播方向偏差等問題。OAS 光學軟件憑借幾何光學與波動光學跨尺度仿真能力，可實現從微觀光柵設計到宏觀系統性能分析的全流程覆蓋，為 RGB 波導設計提供高效解決方案。</p><p class="ql-align-justify"><br></p><p><strong>案例設置與操作</strong></p><p>模型構建</p><p>RGB 波導采用三層獨立波導分層設計，每層波導對應單一波長光的傳輸。每層波導沿光傳播路徑依次集成耦入光柵、轉向光柵與耦出光柵。</p><p>分層結構的優勢在于可針對不同波長單獨優化光學參數，避免多波長光在同一波導內的串擾。</p><p>參數設置</p><p class="ql-align-justify">不同波長光的衍射效率對光柵周期、傾角敏感，需通過 OAS 軟件進行參數優化，選用鋸齒形透射光柵，基于 OAS 內置光柵模型庫搭建三維模型，定義入射光入射角為 0°。
展開 衍射光柵常用于將光耦合入光導，是VR/MR應用中近眼顯示設備的基礎。出于視覺目的，特定視場(FOV)范圍內耦合光柵的衍射效率必須進行優化。這是一項極具挑戰性的任務。在VirtualLab Fusion中利用嚴格傅里葉模態法(FMM，也稱 RCWA)以及optiSLang的演化算法，可以優化得到一個光柵結構，其在期望的FOV上具有良好的一致性。
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衍射光柵常用于將光耦合入光導，是VR/MR應用中近眼顯示設備的基礎。出于視覺目的，特定視場(FOV)范圍內耦合光柵的衍射效率必須進行優化。這是一項極具挑戰性的任務。在VirtualLab Fusion中利用嚴格傅里葉模態法(FMM，也稱 RCWA)以及optiSLang的演化算法，可以優化得到一個光柵結構，其在期望的FOV上具有良好的一致性。
用于光導的二元光柵優化
利用VirtualLab Fusion中的嚴格傅里葉模方法(FMM)和optiSLang的遺傳算法，我們演示了一種用于光導耦合的二元光柵在理想視場(FOV)下的優化。
VirtualLab 中使用optiSLang的光柵優化
展示了利用VirtualLab Fusion和optiSLang優化軟件對光柵結構進行優化的工作流程。
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期望視場下的光柵優化4個月前
衍射光柵常用于將光耦合入光導，是VR/MR應用中近眼顯示設備的基礎。出于視覺目的，特定視場(FOV)范圍內耦合光柵的衍射效率必須進行優化。這是一項極具挑戰性的任務。在VirtualLab Fusion中利用嚴格傅里葉模態法(FMM，也稱 RCWA)以及optiSLang的演化算法，可以優化得到一個光柵結構，其在期望的FOV上具有良好的一致性。
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衍射光柵常用于將光耦合入光導，是VR/MR應用中近眼顯示設備的基礎。出于視覺目的，特定視場(FOV)范圍內耦合光柵的衍射效率必須進行優化。這是一項極具挑戰性的任務。在VirtualLab Fusion中利用嚴格傅里葉模態法(FMM，也稱 RCWA)以及optiSLang的演化算法，可以優化得到一個光柵結構，其在期望的FOV上具有良好的一致性。
相較于傳統設計工具，OAS 可縮短 RGB 波導設計周期，同時確保色彩性能與成像質量達標，為 AR 近眼顯示設備的研發提供了專業、高效的技術支撐。</p><p><br></p>
其投影光學系統焦距 14.5 mm，對角線視場角 28°，總長度僅 9.45 mm，光學元件直徑小于 5.4 mm，憑借緊湊小巧的特性，完美適配近眼顯示設備的輕量化需求。在性能表現上，該系統在 30 cycles/mm 采樣頻率下的光學調制傳遞函數（MTF）值均優于 0.7，成像質量穩定可靠。
眼動范圍是衡量近眼顯示設備性能的關鍵指標，直接影響用戶觀看畫面的完整性與視覺體驗的舒適性、連續性。當前主流的焦點動態控制與瞳孔追蹤技術，多依賴機械運動部件或多層液晶全息元件，導致系統結構復雜、體積龐大，無法滿足 AR 設備輕量化、便攜化的發展需求。因此，研發兼具動態焦距調控能力與緊湊結構的新型光學元件，是推動 AR 顯示技術革新的核心。
基于五通道波導及二維擴瞳器的近眼顯示11個月前
上海交通大學的智能顯示實驗室（sdl.sjtu.edu.cn），提出了一種基于五通道波導及二維擴瞳器的近眼顯示。如圖1所示，其基本架構由（1）五通道波導、（2）入耦合光柵（ICG）、（3）出耦合光柵（OCG）所組成。其核心設計思路為將通道1/2/3/4/5的入耦合光柵置于僅包含子視場1/2/3/4/5的獨立區域內，從而實現五通道的視場分割。與傳統波導相比，一個顯著特征是，五個入耦合光柵在位置上是錯開的
概括來說，硅基OLED屏幕具有自發光、輕薄小巧、響應時間短以及像素密度高、亮度高等眾多優點，是近眼顯示設備首選的屏幕技術。
“元宇宙”需求推動硅基OLED產業發展
2021年，隨著Facebook更名為Meta，元宇宙作為一個新興概念，受到了來自社會各界的廣泛關注。該詞最早出現于科幻小說《雪崩》，指代一種由計算機模擬、與真實世界平行的虛擬空間。
