在增强现实（AR）与虚拟现实（VR）设备迈向轻薄化与高性能的关键阶段，其核心显示引擎硅基液晶（LCoS）技术却长期受困于偏振依赖性强、光学系统复杂等固有瓶颈，严重制约了设备的光效与集成度。

针对这一业界难题，湖南大学党委宣传部（新闻办公室)机械与运载工程学院胡跃强教授、段辉高教授领衔的平面光学先进设计制造团队，与华为技术有限公司开展深度合作，开创性地提出并研制了超构表面集成LCoS（meta-LCoS）新架构芯片。该研究成果成功实现了偏振不敏感、单片非时序全彩显示的重大进展，为重塑下一代高分辨率、高对比度、低成本的投影及近眼显示设备奠定了核心技术基础。该研究通过在LCoS反射电极上创新设计双层超构表面结构，利用其与液晶的协同光学调制，从根本上摆脱了对入射光偏振态的依赖。进一步，团队巧妙利用结构间的相消干涉原理，实现了对比度高达1505:1的像素级光开关。为实现单片全彩，研究将针对红、绿、蓝光分别优化的纳米结构集成于单一像素内，确保了多色光以相同路径精准合成，最终演示了高性能的单芯片全彩动态投影。

这项与华为的联合攻关成果，标志着团队在攻克显示领域核心技术难题方面迈出了关键一步，也为未来发展更轻薄、更高效、更智能的AR/VR显示系统提供了全新的技术路径。

不同光引擎原理示意图及超构表面集成的偏振不敏感单片彩色LCoS示意图。

meta-LCoS原型器件动态投影验证。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-66032-z

来源：机械院

实习编辑：余路遥

责任编辑：周丹