體驗(yàn)過AR眼鏡的人都知道，這項(xiàng)技術(shù)還沒有準(zhǔn)備好成為我們?nèi)粘Ｉ�活的一部分。研究人員一直在努力完善高性能增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）眼鏡，但仍有許多挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)AR眼鏡的一個主要問題是，在您實(shí)際看到的外部場景和您想要可視化的上下文信息之間，在質(zhì)量和亮度方面存在權(quán)衡。

像谷歌眼鏡這樣的早期解決方案，使用了多個笨重的光學(xué)組件，這些組件部分反射，部分透射，以混合真實(shí)世界和背景場景，導(dǎo)致了兩個場景的視覺模糊和扭曲。

AR眼鏡需要完美融合了外部環(huán)境和人眼的上下文信息，在許多應(yīng)用中都非常有用。作為一種平視顯示器，該技術(shù)可以為駕駛汽車的人提供導(dǎo)航指示，或?qū)�傳感器的�?shù)據(jù)傳送給駕駛飛機(jī)的飛行員。作為頭戴式顯示器，該技術(shù)可以使外科醫(yī)生和士兵以前所未有的輕松和高效查看與其手頭任務(wù)相關(guān)的信息。

AR眼鏡所需的玻璃不僅需要在幾乎整個可見光譜上保持高度透明，允許對外部世界進(jìn)行未衰減和未失真的視覺，還需要作為一個高效透鏡，將微型投影儀中的光線聚焦到人眼中，形成與外部真實(shí)場景相伴隨的視覺環(huán)境。

新型波長選擇性波前成形玻璃

哥倫比亞一公司的研究人員報告說，他們現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)明了這種玻璃。該團(tuán)隊(duì)研制出了一種平面光學(xué)設(shè)備，該設(shè)備只聚焦少數(shù)選定的窄帶光顏色，同時對絕大多數(shù)光譜中的非選定光保持透明。相關(guān)研究成果發(fā)表在《光學(xué)：科學(xué)與應(yīng)用》（Light:Science & Applications）。

使用多功能非局部超表面作為光學(xué)透視透鏡的AR眼鏡

研究的負(fù)責(zé)人Yu說：“我們已經(jīng)制造了一種非常酷的平板光學(xué)設(shè)備，它看起來像一塊簡單的玻璃一樣完全透明，直到你用正確波長的光束照射到它上面，然后設(shè)備突然變成透鏡。對我來說，這就像光學(xué)魔法。”

超表面

Yu的團(tuán)隊(duì)開發(fā)了基于超表面超薄光學(xué)元件的平面光學(xué)器件，以控制光在自由空間和光波導(dǎo)中的傳播。超表面是由二維（2D）陣列的設(shè)計散射體組成的，稱為“光學(xué)天線”，是一種具有納米尺度尺寸的微型天線。

超表面的主要特征是光學(xué)散射體在光學(xué)上都是不同的。它們散射的光可以具有不同的振幅、相位或偏振，因此超表面可以引入空間變化的光學(xué)響應(yīng)，從而以極其靈活的方式控制光。因此，超表面可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)上需要占用空間更大的3D光學(xué)組件或設(shè)備的功能，例如聚焦或控制光束，或在集成光子芯片上切換光學(xué)信號。