背景

虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（VR/AR）是時(shí)下非常熱門的前沿科技之一。簡單說，虛擬現(xiàn)實(shí)是讓用戶沉浸在完全虛擬的世界中（通常會(huì)采用封閉式頭戴設(shè)備）；增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)則是讓用戶看到真實(shí)世界的畫面，并在此基礎(chǔ)上疊加虛擬環(huán)境（通常會(huì)采用具有一定透明度的眼鏡）。

VR/AR 產(chǎn)品需要在用戶頭部長時(shí)間佩戴，如果尺寸太大、重量太重，勢(shì)必會(huì)影響佩戴舒適度，造成不好的體驗(yàn)。因此，輕薄小巧成為了 VR/AR 技術(shù)創(chuàng)新的重要發(fā)展方向之一。

創(chuàng)新

近日，美國北卡羅來納州立大學(xué)和德克薩斯大學(xué)的研究人員開發(fā)并展示了一種設(shè)計(jì)光子器件的新方法。這一成果能夠控制薄膜 LED 發(fā)出的光線的方向和偏振，為新一代虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)鋪平了道路。

（圖片來源：北卡羅來納州立大學(xué)）

相關(guān)研究成果以“薄膜發(fā)光二極管的定向偏振光發(fā)射（Directional Polarized Light Emission from Thin‐Film Light‐Emitting Diodes）”為標(biāo)題發(fā)表在《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）上。

技術(shù)

北卡羅來納州立大學(xué)材料科學(xué)與工程系教授、描述這項(xiàng)工作的論文的通訊作者 Franky So 表示：“對(duì)于光子器件來說，這是一種全新的器件架構(gòu)。我們已經(jīng)證明，采用我們的方案，無需外部的光學(xué)元件，就可以從有機(jī) LED 或者鈣鈦礦 LED 發(fā)出定向光和偏振光。”

從實(shí)用的角度來看，該方案采用薄膜 LED 對(duì)于光線進(jìn)行定向控制，從而可能開發(fā)出更加輕便小巧的 VR 和 AR 頭戴式裝置。器件效率的提高，意味著你每輸入一個(gè)電子，就能從顯示單元中得到更多的光子。

對(duì)于 AR 設(shè)備來說，這項(xiàng)技術(shù)也意味著更多來自外部世界的光線將傳送給用戶。換句話說，你將仍然可以看到疊加在真實(shí)世界景觀上的圖像，而且真實(shí)世界的景觀將會(huì)更加清晰。

價(jià)值

Franky So 表示：“因?yàn)槲覀冋故镜钠骷子谥圃?，并且很容易擴(kuò)大規(guī)模，所以我們對(duì)于這種來自 OLED 和鈣鈦礦 LED 的強(qiáng)定向光和偏振光的探索，將在顯示、照明和其他光子應(yīng)用方面有著重要的應(yīng)用。”

參考資料

【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/