超小衍射光栅，Magic Leap研发超薄硅基光学芯片

文章相关引用及参考：engadget

为蝴蝶翅膀上色的“超材料（Metamaterials）”可以优化光学显示器。

（映维网 2017年09月06日）混合现实公司Magic Leap对其技术一直都是讳莫如深。然而，他们与伯克利实验室一起合作的研究论文则暗示了这家神秘科技公司的动向。这支团队开发出了新的材料，可以从更多的角度吸收光，并以最小质量的损失进行重定向。这可能不仅有助于其混合现实头显的研发（报道称其采用跟HoloLens类似的波导技术），同时能为全息图和隐形斗篷等技术带来突破。

Magic Leap没有明确说明“我们正在头显上使用这项技术”，但映维网认为他们至少是把目光放在这一领域。众所周知的是，Magic Leap正在使用一种光场芯片，其可以利用“波导”技术把光线导向用户的眼睛。该公司将其描述为“具有非常细小结构的三维波导元件，并且它们管理着最终产生数字光场信号的光子流动”。

换句话说，系统把合成图像投影到芯片上，然后以最小的质量损失和更精确的方式将其反射到眼睛。要做到这一点，你需要使用所谓的超材料（Metamaterials）。这种材料具备反射和折射光的纳米尺度特征，其与蝴蝶或孔雀翅膀获得颜色（虹彩）的原理相同，无需颜料，只需把光折射成特定颜色的波长的功能。另外，这种技术已被用于制作抗反射的眼镜涂料。

伯克利实验室表示，团队利用电子束刻蚀把20到120纳米的“光束”雕刻成硅，从而开发出两种全新的超薄硅基光学芯片（如上图所示）。这形成了一个无穷小的“衍射光栅”（你或许还记得高中物理课上老师曾讲过这个内容）。这能根据光束模式将光分开和偏折成不同的颜色，就像棱镜一样。

这种技术早已出现。但在之前的设计中，光必须以正确的角度进入表面，以避免效率的急剧下降，同时这局限于红外光谱。伯克利实验室纳米制造部门负责人Stefano Cabrini表示，“我们现在能够创造出可以从多种多样输入角度和波长获取光的硅表面，同时衍射效率损耗极小。”此外，由于研究人员使用的是硅，因此他们可以使用广泛可用的技术来制造芯片。

这种设备可能会，也可能不会用在Magic Leap尚未发布的眼戴设备上。但伯克利实验室指出，这种技术还存在其他潜在的应用，包括防水的“智能表面”，数据处理，全息图和所谓的隐形斗篷等等。

相关论文：Optical metasurfaces for high angle steering at visible wavelengths