发布会现场展示的概念AR眼镜
人类技术的历史，或许可以看成是一个不断寻找“外挂”的过程。
对人类至关重要的火，像是一个外挂的消化系统，让我们可以将更多能量供应给大脑；诞生于19世纪末的无线电，像是外挂的声带，让我们可以把声音以光速传遍地球。
而AR（Augmented Reality，增强现实）,无疑是人类眼睛的外挂，它连接了虚拟与现实，改变了人类观看世界的方式。
只是，从本世纪初露面至今，它的发展有点跟不上人们的期待，有人决心给这个“外挂”加一点助力。
9月24日上午，由西湖大学未来产业研究中心孵化的慕德微纳（杭州）科技有限公司，宣布实现AR眼镜关键技术突破。
他们用碳化硅代替传统的玻璃或树脂镜片，打造出极致轻薄的碳化硅AR镜片——单片重2.7克，厚度仅0.55毫米——比你平时戴的太阳镜还要薄。并且，它还实现了大视场角的单片全彩显示，以及消除了传统AR眼镜“彩虹纹”干扰问题。
这将颠覆AR眼镜的设计形态，让它加速“飞入寻常百姓家”！
AR眼镜镜片的这一次技术突破，首先源自于碳化硅。碳化硅是什么？为什么会选择它做镜片？
故事要从很久以前说起。
1893年，法国科学家亨利·莫桑从美国亚利桑那州陨石坑样品中找到一种晶体，并明确了它由碳和硅构成。为了纪念亨利·莫桑，碳化硅也被称为莫桑石。
没错，碳化硅就是年轻人喜欢的那个莫桑石。它比钻石拥有更高的折射率和光泽，纯净又透明，象征了人们对爱情的期许，很多时候被当作钻石平替。
上世纪中叶，随着理论和技术研究的突破，碳化硅开始作为重要的半导体材料登上舞台，并逐渐成为第三代半导体材料的代表，在新能源汽车、通讯设施、太阳能电池等领域闪闪发光。
相比目前硅器件的温度极限是300摄氏度，碳化硅器件可以做到600摄氏度；碳化硅器件具有较高的能量转化效率，能经受的电频频率是硅器件的十倍，且能量损耗更低；碳化硅还具备高热导率的特性，有助于器件快速降温。
但如此优秀的它，在自然界却存量稀少，多见于陨石。4.9万年前亚利桑那州那次撞击，几十万吨的镍铁陨星以6.4万公里的时速撞击地球，才有了碳化硅，可想而知这位“天外来客”生成条件的苛刻。
所以，人类生产碳化硅的成本自然不会低。在2300摄氏度的高温炉中，大约7天时间只能生长出2厘米厚的碳化硅晶锭，堪比太上老君的炼丹炉。
而炼成之后，因为近似钻石的硬度，碳化硅的切割加工也十分困难。
事实上，慕德微纳的技术源头——西湖大学仇旻实验室——最初关注到碳化硅，正是因为受托解决碳化硅切割的难题。他们利用激光加工技术，“以光击石”，就能一层层剥离碳化硅晶锭，极大地提升了加工效率和材料利用率，从而降低碳化硅成本。
在这个过程中，研究人员关注到碳化硅另外一个“本领”——高达2.65的折射率。原本，用于半导体器件的碳化硅，为了导电，需要掺杂其他物质，材料会呈现黄绿色，而高纯碳化硅其实是无色透明的。
仇旻和团队在实验室
仇旻实验室的另一个称呼是“纳米光子学与仪器技术实验室”，对这群出身光学的人而言，透明的、高折射率的东西，在他们眼里都是一种优秀的光学材料。如果将碳化硅应用于光学领域，将会发生什么？
他们着手做了一系列测试，比如做一个简单的光路，结果发现超出预期。
因为高折射率，单层碳化硅波导理论上能够支持大于80°的全彩成像，相比之下，传统高折射率玻璃由于材料限制，单片能够提供的最大全彩色视场角不超过40度。更大的视场角意味着更好的沉浸感和体验。无论是游戏中的奇幻场景还是工作中的数据可视化，都将带来前所未有的视觉盛宴。
这无疑是“天外飞石”带来的技术“诱惑”，而团队负责人仇旻决心让碳化硅释放出另一种光彩。
衍射光波导原理展示
不同形态的光栅设计
接下来解决彩虹纹问题。研究人员通过对光栅结构的精确设计、更高的加工精度，几乎避免了环境光衍射进人眼可视范围内的问题，为用户提供了一个干净清晰的画面。
全彩显示的碳化硅AR（左）与普通高折玻璃AR（右）对比示意图。碳化硅AR具有轻薄、无彩虹纹、单片全彩和优异的散热性能
原文始发于微信公众号（西湖大学WestlakeUniversity）：首发！“西湖制造”实现AR眼镜关键技术突破
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