Технология дополненной реальности (AR) быстро находит свое применение в повседневной жизни, от образования и здравоохранения до игр и развлечений. Однако устройство core AR остается громоздким и тяжелым, что делает длительное ношение неудобным. Прорыв от POSTECH теперь обещает изменить это.
Одним из главных препятствий на пути коммерциализации AR-очков был волновод. В AR-оптике сама линза также служит "магистралью света", направляя виртуальные изображения непосредственно к глазу пользователя. Из-за хроматической дисперсии в обычных конструкциях требуются отдельные волноводные слои для красного, зеленого и синего света - от трех до шести уложенных друг на друга стеклянных листов, что неизбежно увеличивает как вес, так и толщину.
Профессор Джунсук Ро и его коллеги из POSTECH устранили необходимость в нескольких слоях, разработав ахроматическую метаграфику, которая обрабатывает все цвета в одном слое стекла. Ключевым элементом является массив наноразмерных опор из нитрида кремния (Si? N?), геометрия которых была точно настроена с помощью алгоритма стохастической оптимизации топологии для управления светом с максимальной эффективностью.
В ходе экспериментов исследователи получали яркие полноцветные изображения, используя однослойный волновод толщиной 500 мкм - примерно сотую часть диаметра человеческого волоса. Они также обеспечили удобный 9-миллиметровый объектив, гарантирующий, что изображения остаются четкими, даже если глаз зрителя слегка смещается.
Новый дизайн устраняет размытость цвета, превосходя многослойную оптику по яркости и однородности цвета. После коммерциализации эта технология могла бы сделать AR-очки такими же тонкими и легкими, как обычные очки, снижая усталость пользователя и сокращая производственные затраты благодаря более простому процессу. Эра по-настоящему повседневной дополненной реальности стала на шаг ближе.
"Эта работа знаменует собой ключевую веху для AR-дисплеев следующего поколения", - сказал профессор Ро. "В сочетании с масштабируемым производством на больших площадях это приближает коммерциализацию".
Исследование, авторами которого являются Джунсук Ро (автор-корреспондент POSTECH), Сокву Ким, Джухун Ким и Сокил Мун, было проведено отделами механической, химической и электротехнической инженерии POSTECH и Высшей школой междисциплинарных биологических наук и биоинженерии в сотрудничестве с визуальной командой Samsung Research. Она была опубликована онлайн 30 апреля 2025 года в журнале Nature Nanotechnology. Это исследование было поддержано POSCO Holdings N.EX.T Impact, Samsung Research, проектом Министерства торговли, промышленности и энергетики Alchemist, Программой поддержки исследований глобальной конвергенции Министерства науки и ИКТ и программой исследователей среднего звена.
Комментарии