背景

虛擬現實/增強現實（VR/AR）是時下非常熱門的前沿科技之一。簡單說，虛擬現實是讓用戶沉浸在完全虛擬的世界中（通常會采用封閉式頭戴設備）；增強現實則是讓用戶看到真實世界的畫面，并在此基礎上疊加虛擬環境（通常會采用具有一定透明度的眼鏡）。

VR/AR 產品需要在用戶頭部長時間佩戴，如果尺寸太大、重量太重，勢必會影響佩戴舒適度，造成不好的體驗。因此，輕薄小巧成為了 VR/AR 技術創新的重要發展方向之一。

創新

近日，美國北卡羅來納州立大學和德克薩斯大學的研究人員開發并展示了一種設計光子器件的新方法。這一成果能夠控制薄膜 LED 發出的光線的方向和偏振，為新一代虛擬現實和增強現實技術鋪平了道路。

（圖片來源：北卡羅來納州立大學）

相關研究成果以“薄膜發光二極管的定向偏振光發射（Directional Polarized Light Emission from Thin‐Film Light‐Emitting Diodes）”為標題發表在《先進材料》（Advanced Materials）上。

技術

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

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

對于 AR 設備來說，這項技術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世界景觀上的圖像，而且真實世界的景觀將會更加清晰。

價值

Franky So 表示：“因為我們展示的器件易于制造，并且很容易擴大規模，所以我們對于這種來自 OLED 和鈣鈦礦 LED 的強定向光和偏振光的探索，將在顯示、照明和其他光子應用方面有著重要的應用。”

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/