【AR眼鏡的簡要介紹】
AR 眼鏡需要透視(see-through)，既要看到真實的外部世界，也要看到虛擬信息，所以成像系統不能擋在視線前方。
這就需要多加一個或一組光學組合器(optical combiner)，通過 『層疊』的形式， 將虛擬信息和真實場景融為一體，互相補充，互相『增強』。
圖1 VR以及AR顯示系統示意圖
光學組合器是不同 AR 光學顯示是系統成像的關鍵。
目前 AR 顯示系統就是各種微型顯示屏和棱鏡、自由曲面、BirdBath、光波導、全息反射薄膜等光學元件的組合。
光波導的原理是全反射。
當入射光滿足 1》波導材料折射率高於周圍介質；2》入射角度大於臨界角度條件時，光在波導中隻反射不透射，能夠沿介質傳輸。
光波導『全反射』 特性對於優化頭戴的設計和美化外觀有很大優勢，因為有了波導這個傳輸渠道，可以將顯示屏和成像系統遠離眼鏡移到額頭頂部或者側面，可以極大降低光學系統對外界視線的阻擋，並且使得重量分佈更符合人體工程學，從而改善了設備的佩戴體驗。
圖2 全反射原理示意圖
光波導可以分為幾何光波導和衍射光波導：1》 幾何光波導：半透半反鏡面陣列，『半透半反』鏡面是嵌入到玻璃基底裡面並且與傳輸光線形成一個特定角度的表面，每一個鏡面會將部分光線反射出波導進入人眼， 剩下的光線透射過去繼續在波導中前進。
然後這部分前進的光又遇到另一個『半透半反』鏡面，從而重復上面的『反射-透射』過程，直到鏡面陣列裡的最後一個鏡面 將剩下的全部光反射出波導進入人眼。
2》 衍射光波導，根據光柵類型可以分為衍射光刻技術制造的表面浮雕光柵波導(Surface Relief Grating)和基於全息幹涉技術制造的全息體光柵波導(Volumetric Holographic Grating)。
圖 3 光波導的種類：(a)幾何式光波導和『半透半反』鏡面陣列的原理示意圖；(b)衍射式光波導和表面浮雕光柵的原理示意圖；《c》衍射式光波導和全息體光柵的原理示意圖。
目前使用光波導解決方案的 AR 終端設備主要有微軟的 HoloLens、Magic Leap One、Rokid Vision。
圖4 使用光波導解決方案的 AR 終端設備
光波導方案從光學效果、外觀形態和量產前景來說都具有良好的發展前景。
光波導優點有：1》通過一維和二維擴瞳技術增大動眼框從而適應更多人群，改善機械容差，推動消 費級產品實現；通過波導介質傳輸圖像，實現成像系統旁置，不阻擋視線並且改善配重分佈；3》波導形態一般是平整輕薄的玻璃片，其輪廓可以切割。
外觀形態更像傳統眼鏡， 利於設計迭代；4》多層波導片可以堆疊在一起，每層提供一個虛像距離，創造了『真』 三維圖像的可能性。
光波導目前主要的問題在於 1》光學效率相對較低 ：光在耦合進出 波導以及傳輸的過程中都會有損失，並且大的動眼框使得單點輸出亮度降低；2》幾何波導: 繁冗的制造工藝流程導致總體良率較低；衍射波導: 衍射色散導致圖像有『彩虹』現象 象和光暈，非傳統幾何光學，設計門檻較高。
光波導在設計和制造維度都存在挑戰，需要進行技術突破：1) 設計難點：大 FOV+小色散+輕薄化：不同顏色的光波長不同，在相同的光柵結構當中 呈現出不同的傳輸特性，因此會存在色散的問題。
目前一種可行的方案《HoloLens 1 方案》 是設計三層多層波導分別傳導彈 R、G、B 的光線，通過同一個出瞳出射進入人眼，並在 人眼中疊加成彩色。
要想滿足降成本+輕薄化雙重需求光波導需要往兩層/單層方向發展， 波導的設計上也需要引入更復雜的構型和更復雜的微納結構，宏觀上不同區域的光柵結構 數可以不同，微觀上的光柵結構也可以做得非常不規則已實現更為精細化的調控。
2) 制造難點：高折射率介質材料+精細微納結構加工：材料：根據全反射條件，隻有入射光角大於臨界角度的光才能夠實現全反射。
而臨界角度的大小是和波導介質的折射率相關，波導介質的折射率越高，臨界角度越小，越容易爆發 生全反射。
因此想要獲得大的 FOV 需要使用高折射率的玻璃基底，目前主要由康寧提供；微納結構：光波導的特征尺度是百納米級別，和光的波長尺度相當，光刻技術的應用使 的成本相對較高。
同時由於衍射光柵的結構呈現出不規則的特性。
微納結構的加工難度較大，量產成本較高。
光波導技術目前處於研發優化+大規模量產前夕，穩定的競爭格局尚未形成，科技巨頭、 消費電子廠商、初創公司等都有所佈局。
目前國內表面浮柵光柵衍射光波導的主要參與者有歌爾股份《投資 WaveOptics 推進 AR 光波導鏡片量產》、水晶光電、至格科技、鯤遊光電、瓏璟光電、蘇大維格等。
從技術指標來看，蘇大維格 AR 衍射光波導 FOV>50°，技 術實力相對領先。
圖5 國內衍射表面浮雕光波導技術指標對比