衍射光学元件

设计规格例

衍射光学元件（DOE: Diffractive Optical Element） 是一种利用光的衍射现象的光学元件。常见的透镜等光学元件利用空气与光学元件界面处的折射率差异所引起的光的折射，来控制光的聚焦、扩散等。另一方面，DOE则是通过光学表面上的微细结构所产生的衍射现象，来控制光的方向和强度。

DOE的用途广泛多样。例如，可作为计算机制全息图（CGH, Computer-Generated Hologram）实现所需衍射像的图案发生器、改变激光光束形状的光束整形器、从单束激光生成多个光点的光点发生器，此外还可实现光学系统的色差校正和温度补偿等光学功能。

衍射光学元件的特征

• ・基于我司自主研发设计软件的最优化CGH形状设计与方案定制
• ・我们能够设计并量产多种结构的衍射光栅，包括闪耀光栅（锯齿形状）及阶梯状光栅等。
• ・支持多级（阶梯状）衍射图案的设计与加工。
• ・可在产品双面进行图案加工。
• ・除通过石英直接加工制造DOE外，亦支持树脂成型工艺实现DOE的量产。
• ・使用自主研发的测量设备对分光比、衍射效率等光学性能进行检测，确保产品品质。

DOE的应用场景

• ・娱乐设备、家用电器、医疗器械、汽车、机器人等
  （→ 适用于动作捕捉、VR/AR等领域的DOE应用）
• ・激光加工设备、通信类产品中使用的光束整形器、多点发生器及分光器件等
  （→ 适用于光束整形器、多点发生器、分光器等光学组件的DOE应用）

DOE的应用举例

面向AR应用的树脂导光板：AR眼镜

AR（增强现实）技术与眼镜形态的可穿戴设备——智能眼镜相结合，能够将数字信息叠加到现实世界的视觉画面中。其应用场景广泛，例如在制造业中，技术人员佩戴智能眼镜进行设备维护或修理时，可利用AR技术可视化显示操作指南或零件布局，从而提升工作效率并减少操作失误。此外，在医疗、娱乐等领域，未来也有望拓展出多样化的应用模式。

我司研发的智能眼镜用衍射型导光板（Waveguide）采用轻质且安全性高的树脂材质平板，其表面加工有衍射光栅等微细结构。该结构可使入射光在平板内部通过全反射进行传输，最终投射至人眼方向。平板的平坦度对图像分辨率有重要影响，因此必须尽可能降低TTV（总厚度偏差）。我司通过行业领先的微细结构一体成型注塑技术，实现了低TTV、高分辨率的导光板量产。

特征

注塑成型中高精度地转印深宽比≥1的微细结构，确保平板的平整度，在控制成本的同时实现无变形的高画质。

支持对入射耦合区、扩展区、出射耦合区布局的自由定制，兼顾产品设计感与功能性。

• ・单色光源对应（全彩色方案需另行评估）
• ・特别适配大尺寸点状光源
• ・现阶段主要销售导光板单体（如需导光板保护处理或外形定制加工，可另行协商）
• ・可提供开发阶段样品供测试验证

应用场景示例

支持外语实时翻译显示，或为听障人士提供对话内容的文字呈现。

灾害发生时提供疏散路径指引，目的地导航。

实时监测并显示运动心率、速度、海拔变化等动态数据。

计算机合成全息图（CGH，Computer Generated Hologram）

全息图是一种记录物体光与参照光相互干涉形成的干涉条纹（二维相位信息）的光学元件。当向全息图输入适当的光时，即可再现所记录的物体光影像。而计算机合成全息图（CGH）则是通过计算生成形成目标衍射像所需的相位信息，并将该相位信息以凹凸结构形式实体化的光学元件。通过向CGH输入适当的光，即可再现计算时设定的目标衍射像。CGH通常具有极为精细且复杂的结构。我司运用电子束光刻等极限微加工技术与超精密树脂成型工艺，实现了各类CGH的产品化制造。

我司CGH的特点

通过自主开发的光学设计软件，实现兼顾鬼影与畸变校正的高级光学设计

采用电子束光刻与蚀刻技术制作高精度微细结构

通过高保真转印成型技术实现清晰的照射图案

CGH应用实例

可用于流通、商业设施及工业设备的条形码/二维码读取器等场景的pattern generator和target marker等