文/VR陀螺 冉启行
随着AI眼镜从多模态理解向多信息显示方向发展，AR行业的研究重心正进一步向光学底层聚焦。
当地时间2026年1月20日，在XR显示领域的专业会议SPIE AR|VR|MR上，歌尔光学展示了多款光学方案。其中，首发的50°大视场角碳化硅刻蚀全彩光波导显示模组F50Se受到行业关注。
此外，歌尔光学还展示了碳化硅刻蚀光波导模组F30Se、全彩树脂光波导模组F15Pi、适用于户外场景的F25Ge，以及多款轻薄化MR Pancake模组（星河LE51-D、星河LE52），展示了其在XR领域的综合技术能力。
下一代AR眼镜光学材料，碳化硅带来更大视场角设计
在光波导的设计中，基底材料的折射率直接决定了全内反射的带宽，即视场角 （FOV）的物理上限。长期以来，行业主流采用高折射率玻璃基底，其折射率天花板基本维持在2.0左右，这使得单片全彩波导的FOV很难突破30°。如果拓宽更大视场角，光线在波导内的反射次数会急剧增加或无法全反射，导致色彩失真和边缘暗角。
歌尔光学此次展出的F50Se模组采用了折射率高达2.65的碳化硅（SiC）基底，可实现50°FOV。从物理维度看，2.65的超高折射率极大地拓宽了全内反射的临界角范围。这一突破使“单片全彩大视场角”从理论走向应用落地，解决了大视角与轻薄化不可兼得的矛盾。AR眼镜得以在保持极致轻薄的同时，提供以往需要多层玻璃堆叠或厚重光学模组才能实现的沉浸式虚拟大屏体验。
除了F50Se，同步展出的F30Se全贴合碳化硅模组则展现了极致轻便的可能性。该模组镜片厚度仅0.65mm，重量3.5g，在30°FOV下提供清晰画面，可适用于显示低信息密度类的AR眼镜。而F50Se的推出则将场景扩展至3D影视、游戏娱乐、多屏办公等需要大FOV的应用场景。
歌尔光学已全面掌握纳米压印到干法刻蚀的复杂微纳结构工艺
材料的跨越往往伴随着工艺的迭代。对于碳化硅这种硬度仅次于金刚石且化学稳定性极高的材料，传统的纳米压印工艺难以在其表面塑形。歌尔光学指出，实现高性能大视场角波导的关键在于将工艺路径切换为干法刻蚀。
在F50Se模组中，歌尔光学应用了离子束刻蚀工艺及特殊光栅设计，显著抑制AR波导中的“鬼影”问题。传统二元光栅由于结构对称，产生的后向反射光极易重新进入光机形成干扰重影。F50Se采用的特殊光栅通过物理角度的非对称偏移，打破了光学传播的对称性，强制改变了反射光的路径。实验数据显示，该方案在整个可见光波段的反射率始终保持在8%以下的较低水平，远优于传统二元光栅在特定波段接近20%的反射率，从底层物理层面显著提升了AR画面的视觉观感。
在攻克FOV与鬼影问题后，歌尔光学针对透过率与彩虹纹进行了深度优化。通过碳化硅基底与微纳结构设计的结合，歌尔光学成功将波导反射率从35%~40%降至5%以下，大幅提升了透过率。针对彩虹效应，SiC的高折射率能为RGB三色光提供更宽裕的全反射窗口。相比折射率较低的铌酸锂（2.3），SiC能将三色波段的有效工作区域稳妥锁定在传输包络内，抑制色散引起的彩虹纹。这一系列优化带来的直接价值是：佩戴者观察现实世界的透明度更高，更接近普通眼镜的纯净视觉观感。
此外，针对大FOV带来的分辨率挑战，F50Se模组搭配了全彩小型化的LCoS光机，实现了在50°FOV下入眼亮度突破1500尼特。在当前技术阶段，LCoS方案相比Micro-LED具备更高的像素密度，能够在大FOV下依然保持高PPD（角分辨率）。全彩色、高亮度与高清晰度的配置，让轻薄AR眼镜的观影和娱乐场景成为现实。
多元XR光学技术布局，树脂轻量化与户外强光方案
除了碳化硅波导的研发，歌尔光学针对不同应用场景也提供了多样化的光学选择。
针对追求轻便的消费级市场，全彩树脂光波导模组F15Pi提供了轻量化的解决方案。树脂材料相比玻璃具有更轻、不易碎的特点。歌尔光学通过高折射率树脂材料与微纳结构优化，将波导光栅的透过率提升至92%以上，并有效改善了彩虹纹问题。结合0.2cc的全彩Micro-LED光机，F15Pi能够满足全天候佩戴的需求。
F15Pi
歌尔光学展示了F25Ge全彩刻蚀光波导。该方案搭配0.2cc高光效Micro-LED光机，峰值入眼亮度达到4200nits。无论是在室外强光下还是复杂的工业维修场景，F25Ge都能保证信息的清晰呈现。
在MR领域，歌尔光学持续推进光学模组的微型化，通过超薄折叠光路设计和曲面贴膜工艺，满足轻量化MR眼镜形态的光学方案需求。本次展出的星河LE51-D模组在14mm的厚度内实现了85.5°视场角和29PPD的高清显示，并集成了-700°至+200°的屈光调节功能，兼顾了近视用户的使用需求。
此外，更小尺寸的MR观影市场上，歌尔光学还带来了星河LE52，采用了0.68英寸MicroOLED显示屏，通过优化屏幕方案，将总长（TTL）进一步压缩至13.6mm。这些Pancake方案的优化，有助于MR设备向更轻盈、更符合人机工程学的形态演进。
结语
从碳化硅基底的材料应用，到刻蚀工艺的精密加工，再到覆盖不同场景的产品矩阵，歌尔光学在SPIE 2026上展示了其在光学领域的系统性进展。
通过F50Se的显示性能、F15Pi的轻量化设计以及星河系列的轻薄Pancake方案，AR/MR技术正在逐步适应更多的生活与工作场景。材料与工艺的协同发展，将继续推动空间计算设备的迭代与普及。
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