国产AR技术突破 | 自主研发混合光线波前追迹仿真模块

原文信息

原文标题：“基于混合光线波前追迹法的可视化二维光栅光波导设计研究”

第一作者：叶川东

作者：宋强，覃嘉佳，张善文，王津，刘祥彪，周常河

增强现实（AR）近眼显示技术中，衍射光波导因轻薄、大视场角等优势成为核心组件，但核心仿真工具长期被国外垄断，制约国内产业发展。近日，国内研究团队成功研发首套基于混合光线波前追迹法的可视化光波导仿真模块，填补了国产化空白。

二维光栅 AR 波导的分区与光栅结构优化（来自原文）

该模块创新融合几何光线追迹与严格耦合波分析（RCWA），在宏观光传播模拟中保证效率，于微纳光栅作用处精准捕获波前信息，集成 k 域分析、光栅自动布局等核心功能，支持从结构设计到成像系统的跨尺度一体化仿真。

基于此模块设计的二维衍射光波导，尺寸仅 55mm×40mm×1mm，实现 30° 视场角、15mm×7mm 眼动范围及 14mm 出瞳距离。出瞳照度均匀性达 51%-86%，视场均匀性 32%-50%，50cycles/mm 空间频率下 MTF 值均超 0.5，满足 AR 近眼显示核心光学要求。

软件光线传播分析图（来自原文）

模块通过粒子群算法优化耦入光栅参数，将耦出光栅分区设计，有效提升能量分布均匀性。与国外商业软件对比验证，关键指标高度吻合，彰显其可靠性与高精度。该模块现已正式嵌入武汉二元科技有限公司的旗舰产品OAS光学软件。

该模块已为国产 AR 光学研发提供自主可控的高效设计工具，助力消费级 AR 设备落地，对推动我国光学技术自主创新与产业升级具有重要意义。

（原文获取：请您私信联系工作人员）