增强现实（AR）技术正迅速融入日常生活，从教育和医疗到游戏和娱乐等领域都有广泛应用。然而，目前市场上主流的AR设备依然存在体积大、重量重的问题，长时间佩戴会让人感到不适。来自韩国浦项科技大学（POSTECH）的一项突破性研究有望解决这个问题，使AR眼镜变得更加轻薄。 研究团队由POSTECH的教授Junsuk Rho及其同事组成，他们设计出了一种单层波导系统，能够在一块玻璃上同时处理所有颜色的光线，消除了传统多层波导的需求。传统的AR光学设计中，由于色散的原因，需要分别为红色、绿色和蓝色光线设置不同的波导层，通常需要三到六块叠加的玻璃片，导致设备整体变得笨重。 为了实现这一目标，研究人员开发了一种无色差的金属光栅。该光栅由一系列纳米级硅氮化物（Si₃N₄）柱组成，其几何形状通过随机拓扑优化算法进行了精密调整，能够以最高效率引导光线。实验结果显示，仅用厚度为500微米的单层波导就能够生成鲜明的全彩色图像，相当于人类头发直径的百分之一。此外，该波导还保持了9毫米的眼动范围，确保即使眼睛轻微移动，图像依然清晰。 新的波导设计不仅消除了色彩模糊，还在亮度和颜色均匀性方面超越了多层光学系统。一旦投入商用，这项技术将使AR眼镜与普通眼镜一样轻薄，从而减少佩戴者的疲劳感并降低制造成本。真正的日常AR时代似乎已经近在咫尺。 "这项工作是下一代AR显示技术的关键里程碑，"教授Rho表示，"结合大规模生产技术，它使商业化的前景更加明朗。" 该研究的作者包括Junsuk Rho（通讯作者，POSTECH）、Seokwoo Kim、Joohoon Kim和Seokil Moon，由POSTECH的机械工程、化学工程、电气工程系以及跨学科生物科学与生物工程研究生院合作完成。研究还得到了三星研究视觉团队的支持。该成果已于2025年4月30日在线发表在《自然·纳米技术》杂志上，得到了POSCO Holdings N.EX.T Impact、三星研究、贸易工业能源部的炼金术项目、科学信息通信技术部的全球融合研究支持项目和中坚研究员项目的资助。 业内人士普遍认为，这项创新对于推动AR技术的普及具有重要意义。单层波导的设计简化了制造流程，降低了生产 成本，有望显著提升用户体验，推动AR设备在消费市场的进一步发展。POSTECH作为韩国顶尖的理工类大学，一直以来在材料科学和纳米技术领域有着深厚的研究基础和技术积累。这一突破再次证明了其在前沿科技领域的领先地位。