作为下一代移动生态系统的希望所在——混合现实平台，例如Apple Vision Pro与Meta Quest Pro——展现出革新我们认知及互动数字资讯的潜力，有望引领元宇宙、空间计算与数字双生等前瞻技术领域的大踏步前进。通过构建一种更为直接且沉浸式的数字信息体验，MR成为了智能旅游、智能医疗、智能制造以及智能建筑等关键行业中的驱动力量之一。
为了全面提升MR显示系统在人为交互与人体工效学方面的表现，并确保使用者能够获得愉悦且高效的体验，优化整体使用感受尤其至关重要。尤为关注的是，如何在满足功能需求的同时，进一步减轻设备对佩戴者的负担。因此，追求超紧凑的物理尺寸与减轻重量成为实现这一目标的关键策略。通过这些改进措施，旨在创造一个更加人性化、舒适度更高的交互环境，从而在增强用户体验的同时，也提升了整个系统的可接受性和实用性。
a. 单个LC透镜，以激光投影仪为光源，在光线聚焦下展现出的精美图像。
b. 通过引进消色差技术并采用激光投影仪作为光源，所呈现的LC透镜系统在成像方面达到了卓越的高度。
c. OLED显示面板作为光源头，与单个LC透镜结合，营造出细腻而生动的视觉效果。
d. 提出了利用OLED显示面板作为光源，并集成消色差LC透镜系统的构想，其成像成果展示了超凡的技术成就和视觉体验。
在《光：科学与应用》期刊上，一篇由美国中佛罗里达大学光学与光子学院的Shin-Tson Wu教授及其研究团队撰写的创新性论文揭示了一种新颖的消色差衍射液晶光学装置。该系统具备超凡的轻薄设计与低质量特性，展现出卓越的实用性与效率。
相比之下，衍射液晶光学元件创新性地借助于在垂直于其平面的方向上实现特定周期的半波振幅调制，以生成所需的相位分布，这一过程与依赖于光路差异而引发的折射效应形成了鲜明对比；对于可见光而言，该周期通常精确至数微米。
此款光学器件集众多优势于一身——其衍射效率近乎完美，易于生产制造，并具备出色的偏振选择性与动态转换能力，这使其在近眼显示领域的应用前景颇为可期。然而，LC光学器件的衍射角度随波长变化这一特性，导致了严重的色散现象，从而限制其应用于成像领域。
为解决这一长期存在的挑战，同时确保设备维持超薄设计原则，吴教授领导的研究团队提出了一个创新性的低色差LC光学系统，该系统由三部分构成，核心在于采用偏振选择性技术。各组件的光谱传输与相位图经过精细规划，旨在精准调控偏振状态并校准色散。
具体而言，为消除蓝光和红光之间在焦距上的偏差，消色差LC透镜系统的构建策略包括：第一部分是一个在可见光谱范围内展现高效性能的宽带透镜；第二部分则是一个半波板，用于切换蓝光的偏振状态。
该系统集成了一个特制的传输光谱LC透镜，专为优化蓝光与红光效能而设计。通过采用单一组件叠加的方式，可以简便地构筑出一套包含三个LC元素的消色差LC透镜系统。同样地，基于相似原理，构建消色差光栅和偏转装置也是完全可行的。
这一概念验证了两种光引擎——激光投影仪与有机发光二极管显示屏，在光处理技术中的应用潜力。通过分析单个液晶透镜呈现出的严重色差，我们揭示了其背后源自衍射光学领域中波长依赖性光源功率的影响。进一步引入消色差透镜系统后，显著提升了颜色表现，有效抑制了先前观察到的色差现象。
借助精确调整偏振态的技术手段，这一方法具备了广泛的应用前景，有望开拓出更小巧、高效的光学设备，从而在增强现实、智能交通、智慧城市、智慧医疗和智能制造等领域发挥关键作用。
