珑璟光电开创性提出光波导拓扑设计新范式

10月10-12,为期三天的2021年亚洲光电子会议(Photonics Asia 2021)正在江苏省南通创新区南通国际会议中心举行,这也是这一国际光学领域行业盛会首次在地级市举办。据悉,本次大会由SPIE(国际光学工程学会)和COS(中国光学学会)、南通创新区、南通市科技局、北京大学长三角光电科学研究院共同举办,会议共设立17个专题,涵盖光学及光学工程领域近100个研究方向。
SPIE(International Society for Optical Engineering)成立于1955年,是致力于光学、光子学、光电子学和成像领域的研究、工程和应用的著名专业学会。它的会员为科学家、工程师和用户,以及对光学工程实际应用和普及技术有兴趣者。SPIE在学术界影响较大,是该领域最有权威的专业组织。
珑璟光电受邀出席此次会议并做题为“Physics-driven Topological Optimization of Diffractive Elements for Augmented Reality”(中文译作“增强现实中衍射元件的物理驱动拓扑优化)的口头报告。
珑璟光电表示,几何光波导可以通过锯齿结构和部分反射镜阵列结构实现,而衍射方案也可分为表面浮雕光栅和体全息光栅,表面浮雕光栅可采用矩形、倾斜等一维结构,也可以采用二维结构。
在光学效果方面,使用二维光栅方案能实现更大的FOV、更小的尺寸、更轻的重量、更好的显示效果以及更优的批量生产能力。不过,对于表面浮雕光栅方案而言,拓扑结构更利于光刻机大批量加工,如何进行拓扑结构的设计却也是一个难题。但在简化制程显示质量好设计效率高的标准之下,珑璟光电突破性地选择了二维拓扑光栅结构
据珑璟光电介绍,衍射计算以麦克斯韦方程组为基础,采用自行开发的LochnFDTD软件进行计算,评价函数是与目标差的平方和。水平集方法是边界的一种表示方法,在边界上函数值为0,在区域内>0,在区域外<0。同时采用了伴随优化的设计方法,可以反向传播计算伴随场,显著的减少计算量,加快迭代速度。

珑璟光电研发还表示,这一方法已经被证明确实有效,光波导是增强现实近眼显示器的关键技术,相比一维和二维光栅,拥有更多设计自由度的拓扑结构能够获取更好的FOV均匀性和Eyebox均匀性,这对于AR产品而言,无疑将带给消费者更加极致的体验感,对B端,乃至C端而言都会是一次重大利好。

2021-10-12

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