VR 和 MR 設備用於訪問越來越多的領域的應用程序，從娛樂到醫療保健，從製造業到旅遊業。這些應用正在改變人們感知數字資訊並與之交互的方式，它們強調了對功能兼備、舒適、長期使用和佩戴的近眼顯示器的需求。
中佛羅里達大學光學與光子學學院（CREOL）的研究人員正在努力通過開發一種新的消色差衍射 LC 光學系統來改善 VR 和 MR 的使用體驗。
如今，研究人員試圖通過開發消色差衍射 LC 光學系統解決這一問題。
據介紹，該系統由三個堆疊的衍射 LC 光學元件組成，具有專門設計的光譜響應和偏振選擇性，旨在控制偏振狀態並校正色差。為了消除藍光和紅光之間的焦距偏移，消色差 LC 透鏡系統的第一個組件是在可見光譜區域顯示高效率的寬帶透鏡；第二個組件是半波板，旨在切換藍光的偏振狀態；第三個組件是具有定製設計的透射光譜 LC 透鏡，僅對藍光和紅光有效。三個液相色譜組件堆疊在一起，可形成消色差液相色譜透鏡系統。
由於使用了偏振選擇性 Pancharatnam-Berry 光學元件，該方案實現了良好的消色差成像性能，同時保持了超薄的外形。這種方法可用於構建消色差光柵和偏轉器系統。
研究人員進行了概念驗證和模擬實驗，以驗證其方法的有效性。實驗結果表明，使用兩種類型的光引擎（雷射投影儀和 OLED 顯示面板）的成像性能顯著提高。仿真結果表明，與傳統的寬帶衍射 LC 透鏡相比，消色差 LC 透鏡系統在 50° 視場角下減少了約100 倍的橫向色偏，這相當於 VR 頭顯的 100° 視場。
衍射 LC 光學器件為近眼顯示器應用提供了多種優勢，包括近 100% 的衍射效率、易於製造、偏振選擇性和動態切換。CREOL 團隊開發的方法克服了衍射光學器件中長期存在的色差問題，這可以為更多地使用衍射元件來創建先進的顯示系統提供動力。
該方法可以擴展到其他類型的衍射光學器件，廣泛用於各種支持MR的領域，包括智能交通、智能城市、智能醫療保健、智能教育、智能建築和智能製造應用。
