新型平板玻璃为AR眼镜提供最佳视觉效果

体验过AR眼镜的人都知道，这项技术还没有准备好成为我们日常生活的一部分。研究人员一直在努力完善高性能增强现实（AR）眼镜，但仍有许多挑战。传统AR眼镜的一个主要问题是，在您实际看到的外部场景和您想要可视化的上下文信息之间，在质量和亮度方面存在权衡。

像谷歌眼镜这样的早期解决方案，使用了多个笨重的光学组件，这些组件部分反射，部分透射，以混合真实世界和背景场景，导致了两个场景的视觉模糊和扭曲。

AR眼镜需要完美融合了外部环境和人眼的上下文信息，在许多应用中都非常有用。作为一种平视显示器，该技术可以为驾驶汽车的人提供导航指示，或将传感器的数据传送给驾驶飞机的飞行员。作为头戴式显示器，该技术可以使外科医生和士兵以前所未有的轻松和高效查看与其手头任务相关的信息。

AR眼镜所需的玻璃不仅需要在几乎整个可见光谱上保持高度透明，允许对外部世界进行未衰减和未失真的视觉，还需要作为一个高效透镜，将微型投影仪中的光线聚焦到人眼中，形成与外部真实场景相伴随的视觉环境。

新型波长选择性波前成形玻璃

哥伦比亚一公司的研究人员报告说，他们现在已经发明了这种玻璃。该团队研制出了一种平面光学设备，该设备只聚焦少数选定的窄带光颜色，同时对绝大多数光谱中的非选定光保持透明。相关研究成果发表在《光学：科学与应用》（Light:Science & Applications）。

使用多功能非局部超表面作为光学透视透镜的AR眼镜

研究的负责人Yu说：“我们已经制造了一种非常酷的平板光学设备，它看起来像一块简单的玻璃一样完全透明，直到你用正确波长的光束照射到它上面，然后设备突然变成透镜。对我来说，这就像光学魔法。”

超表面

Yu的团队开发了基于超表面超薄光学元件的平面光学器件，以控制光在自由空间和光波导中的传播。超表面是由二维（2D）阵列的设计散射体组成的，称为“光学天线”，是一种具有纳米尺度尺寸的微型天线。

超表面的主要特征是光学散射体在光学上都是不同的。它们散射的光可以具有不同的振幅、相位或偏振，因此超表面可以引入空间变化的光学响应，从而以极其灵活的方式控制光。因此，超表面可以实现传统上需要占用空间更大的3D光学组件或设备的功能，例如聚焦或控制光束，或在集成光子芯片上切换光学信号。