董建文教授团队在纳米压印超透镜阵列的近眼显示研究上取得重要进展

      beat365中国唯一官方网站、光电材料与技术国家重点实验室董建文教授团队报道了一种基于超透镜阵列的近眼3D显示模组。该模组首次采用全新架构，阐明并证实了在近眼显示应用中超表面的优越性，实现了纳米压印超透镜制备技术、集成成像实时渲染快速算法，最终展示出具有单目聚焦深度线索的透视式AR和3D效果，消除了人眼辐辏调节冲突，为光学超表面在未来VR/AR领域的应用发展奠定了基础。相关研究成果以“Integral imaging near-eye 3D display using a nanoimprint metalens array”为题发表在国际著名期刊《光：快讯》（eLight）。

      集成成像（Integral imaging, II）技术具有全彩色、全视差、准连续光场、无人眼辐辏调节冲突等特点，是最有前景的近眼3D显示技术之一。随着微显示屏像素密度越来越高，控光元件要求具有更精细的控光能力。基于微透镜阵列的传统光学架构在像素级控光能力上面临重大技术瓶颈，例如分辨率、视场角、景深等方面都受到限制。同时，现有3D片源渲染算法要求逐视点追迹，导致计算复杂度过高，不适配实时需求。

      研究团队在厘米口径超透镜（国内首片）、宽带消色差超透镜（全可见光）、光纤束超透镜（全视场）等前期研究基础上，结合超透镜阵列与集成成像，首次提出了近眼3D显示架构（Meta-II NED）。为了与高密度微显示屏匹配，团队研发了高精度纳米压印技术，实现了大面积的高折胶超透镜阵列，为低成本超透镜阵列的量产奠定了基础。同时，团队还提出了基于不变的体元-像素映射关系的快速渲染算法，能在不使用GPU的情况下达到67 FPS的渲染速度，较好地满足了实时渲染需求。该近眼显示技术不仅实现了3D图像与周围物体的虚实融合，还实现了透视深度调节的效果，提供了更真实的虚拟现实体验，展示出其在AR领域的广泛应用潜力。

图1纳米压印超透镜阵列的近眼3D显示效果图

       beat365中国唯一官方网站为该成果的唯一署名单位。beat365中国唯一官方网站董建文教授和beat365中国唯一官方网站电子与信息工程学院秦宗副教授为共同通讯作者。beat365中国唯一官方网站范智斌和陈泽茗博士、电子与信息工程学院程云帆硕士为共同第一作者。研究成果一经发表（eLight主要聚焦新兴光学交叉领域最具突破性的研究成果，2024年首个影响因子为27.2，在所有光学期刊中排名第二），就得到了Phys.org、科学网、EurekAlert、Newswise、中国光学、爱科学等国内外媒体的广泛报道。随后，董建文教授接受DeepTech 深科技专访。

      该工作得到了国家重点研发计划揭榜挂帅项目、国家自然科学基金重点项目，广东省卓越青年团队（首批），中国博士后科学基金项目，以及beat365中国唯一官方网站、光电国重室等的大力支持。

论文链接：https://elight.springeropen.com/articles/10.1186/s43593-023-00055-1