Coherent 制造出幾個關鍵 AR 顯示元件，并積極致力于提升相關技術。

虛擬實境（VR）和擴增實境（AR）在過去幾年中受到了媒體的廣泛關注。這些技術在包括游戲、醫(yī)療保健、培訓、工程、建筑、室內設計、旅游、國防，甚至產品營銷在內的眾多應用領域得到廣泛采用。但時至今日，VR/AR 仍未對大多數(shù)人的生活產生重大影響。

造成這種情況的兩個主要原因是 VR/AR 穿戴裝置的質量和成本。具體來說，質量涉及圖像 亮度、分辨率、視野以及速度和功耗這樣的電子特性等因素。此外，穿戴裝置尺寸、重量和電池壽命等實際考慮因素也很重要。成本意味著需要將穿戴裝置價格降低到足以讓大多數(shù)消費者都有能力購買。

AR 面臨的挑戰(zhàn)

要推動這些方面的改進，還有許多技術障礙需要克服。與VR穿戴裝置相比，AR面臨的這些挑戰(zhàn)通常更大。為此，讓我們首先回顧一下這些術語的具體含義。下表中總結了這些定義：

VR和MR 穿戴裝置的一個關鍵特征是可以直接觀看顯示屏。也就是說，它們就在觀看者眼前。這使得能夠使用類似于顯微鏡、雙筒望遠鏡和測距儀等儀器中使用的相對簡單、傳統(tǒng)的觀察光學元件。盡管VR光學系統(tǒng)在尺寸上減小了很多。

相比之下，AR目鏡中的顯示屏不在用戶的視野中，因此需要復雜的光學器件將光線重新導 向使用者的眼睛。顯示輸出必須與佩戴者對環(huán)境的直接觀察相結合，以使虛擬物體看起來像是在現(xiàn)實世界中一樣。實現(xiàn)這一目標的光學器件（通常是分束器或波導）比VR穿戴裝置鏡頭復雜和精密得多。

此外，計算機生成的圖像必須在真實世界檢視中以正確的位置、距離和方向呈現(xiàn)。這需要穿戴裝置持續(xù)追蹤用戶的頭部和身體運動，并確定真實環(huán)境中物體的大小、位置和方向。雖然大多數(shù)VR穿戴裝置還包含一些頭部和身體運動追蹤功能，但AR對此的要求通常更為嚴苛。

Coherent制定了清晰的AR未來發(fā)展計劃

Coherent一直在積極參與開發(fā)能夠解決AR系統(tǒng)的這些問題基于光子學的解決方案。我們主要關注AR穿戴裝置的三個功能元素：顯示投影儀（或光引擎）、光合路器和光傳感器 。

1、顯示引擎

大多數(shù)AR穿戴裝置都使用MicroLED 或激光光束掃描光引擎。Coherent在為 MicroLED 生產提供關鍵技術方面享有盛譽。具體而言，Coherent采用激光剝離（LLO）技術，將MicroLED與藍寶石生長芯片進行分離。有時在采用LLO之后，還通過我們的UVtransfer（也執(zhí)行LLO和像素修復/修剪）實施激光誘導前向轉移（巨量轉移LIFT）技術。

Coherent 在制造用于顯示投影儀的一些微型光學元件方面也擁有廣泛的專業(yè)知識。其中最有趣的一個元件是用于準直的“超表面”微陣列透鏡。

超表面透鏡利用奈米結構來改變入射光波。這些功能的制造精度很高，并且滿足MicroLED 陣列上的嚴格公差要求，能夠對來自各個發(fā)射器的光進行校準。超透鏡扁平且非常薄，可以無縫匯集到顯示引擎模塊中。

一個額外的好處是可以使用光刻或其他晶圓級技術制造超透鏡。這意味著可以經濟地大量生產它們。因此，這項技術非常符合AR目鏡的制造要求。

Coherent還為光引擎提供其他光學元件。其中包括用于激光光束掃描器（LBS）的 RGB 組合器或用于LCOS顯示器的薄膜偏振器，以及可應用于各種類型玻璃或整合到幾乎任何光學元件的光學疊層中的各種光學鍍膜。

2、光合束器

收集影像輸出并重定向它，使其看起來與佩戴者直接看到的周圍環(huán)境重疊，這可能是AR穿戴裝置設計中面臨的最大光子挑戰(zhàn)。不同的團體目前正在開發(fā)許多高度創(chuàng)新的設計理念來實現(xiàn)這一目標。同樣，Coherent還提供制造一些設備的技術，以及實際設備的元件。

在許多穿戴裝置中，目鏡鏡頭都采用波導結構。它們能夠將來自顯示器（位于框架中）的光引導至使用者的眼睛。波導在顯示引擎附近有輸入耦合器，在透鏡中心有輸出耦合器。這些輸出耦合器以表面起伏光柵（SLG或全息光學元件（HOE）的形式加以呈現(xiàn)。

使用雷射在光聚合物中記錄 HOE。具體來說，此過程使用三個激光源（紅色、綠色和藍色）來完成。與其他形式的全息攝影術一樣，用于此技術的激光源必須是單頻、具有較長的相干長度、工作穩(wěn)定性高，并且最好輸出高功率（以盡量減少曝光時間）。Coherent Genesis和Verdi激光具有這些特性，使其成為記錄HOE的理想選擇。

Coherent還可以制造多種不同的光束組合器元件，包括透鏡材料。一些領先的 AR公司正在探索將光學晶體用于鏡頭，以替代玻璃。晶體材料的折射率可以達到2.3或更高。這擴大了視野，并能夠通過單個波導傳輸三種顏色，而不是使用玻璃時需要的兩層或三層波導。這有助于減輕AR目鏡的重量，讓用戶體驗更加身臨其境。

3、光傳感器

Coherent一直是生產基于激光的深度感測或3D傳感器元件和模塊的領先制造商之一。具體來說，我們的大功率 VCSEL 光源（單發(fā)射器和陣列）廣泛用于受歡迎的智能型手機。這些光源包括用于飛行時間（TOF）或光深度感測模塊的陣列。此外，我們還可以將我們的VCSEL陣列與我們的衍射或超表面元件配對，以產生均勻的泛光照明或點圖案。我們還設計和制造激光驅動IC，并且可以將這些元件整合到超緊湊模塊中。我們的光子學專家明白,在AR應用的3D感測方面，小尺寸和低功耗是關鍵指標。

AR和VR穿戴裝置的定位將成為下一個主要的消費性電子裝置和互聯(lián)網(wǎng)設備。

Coherent擁有非常適合制造AR目鏡基于光子學的技術產品群組。這使我們能夠支援該領域的創(chuàng)新（特別是在提供制造工具和元件方面），讓超緊湊、低功耗和高性能裝置在成功取得市場方面發(fā)揮關鍵作用。