新方法：有望开发出更加小巧轻便的新一代VR/AR产品

背景

虚拟现实/增强现实（VR/AR）是时下非常热门的前沿科技之一。简单说，虚拟现实是让用户沉浸在完全虚拟的世界中（通常会采用封闭式头戴设备）；增强现实则是让用户看到真实世界的画面，并在此基础上叠加虚拟环境（通常会采用具有一定透明度的眼镜）。

VR/AR 产品需要在用户头部长时间佩戴，如果尺寸太大、重量太重，势必会影响佩戴舒适度，造成不好的体验。因此，轻薄小巧成为了 VR/AR 技术创新的重要发展方向之一。

创新

近日，美国北卡罗来纳州立大学和德克萨斯大学的研究人员开发并展示了一种设计光子器件的新方法。这一成果能够控制薄膜 LED 发出的光线的方向和偏振，为新一代虚拟现实和增强现实技术铺平了道路。

（图片来源：北卡罗来纳州立大学）

相关研究成果以“薄膜发光二极管的定向偏振光发射（Directional Polarized Light Emission from Thin‐Film Light‐Emitting Diodes）”为标题发表在《先进材料》（Advanced Materials）上。

技术

北卡罗来纳州立大学材料科学与工程系教授、描述这项工作的论文的通讯作者 Franky So 表示：“对于光子器件来说，这是一种全新的器件架构。我们已经证明，采用我们的方案，无需外部的光学元件，就可以从有机 LED 或者钙钛矿 LED 发出定向光和偏振光。”

从实用的角度来看，该方案采用薄膜 LED 对于光线进行定向控制，从而可能开发出更加轻便小巧的 VR 和 AR 头戴式装置。器件效率的提高，意味着你每输入一个电子，就能从显示单元中得到更多的光子。

对于 AR 设备来说，这项技术也意味着更多来自外部世界的光线将传送给用户。换句话说，你将仍然可以看到叠加在真实世界景观上的图像，而且真实世界的景观将会更加清晰。

价值

Franky So 表示：“因为我们展示的器件易于制造，并且很容易扩大规模，所以我们对于这种来自 OLED 和钙钛矿 LED 的强定向光和偏振光的探索，将在显示、照明和其他光子应用方面有着重要的应用。”

参考资料

【1】Xiangyu Fu, Yash Mehta, Yi‐An Chen, Lei Lei, Liping Zhu, Nilesh Barange, Qi Dong, Shichen Yin, Juliana Mendes, Siliang He, Renuka Gogusetti, Chih‐Hao Chang, Franky So. Directional Polarized Light Emission from Thin‐Film Light‐Emitting Diodes. Advanced Materials, 2021; 2006801 DOI: 10.1002/adma.202006801

【2】https://news.ncsu.edu/2021/02/photonic-device-architecture-2021/

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