智慧光学领域

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纳米压印技术是一种新型的微纳加工技术,它突破了传统光学光刻受曝光波长衍射极限的限制。该技术通过结构转印的手段,将模板上的微纳结构转移到待加工材料上,可实现了超高的分辨率。纳米压印技术以其高精度、低成本,高产能的优势,在智慧光学领域具有广泛的应用前景。以车载应用场景为例,纳米压印技术在车载智慧光源、AR HUD(增强现实抬头显示)、智慧车灯、3D感知以及车载雷达等方面展现出巨大的潜力和价值。 

一、车载智慧光源

光源在汽车中的应用最早大规模运用于车灯,在智能化加速的背景下,汽车有望进入智慧光源时代。拥有可编程智能像素大灯,充分提高夜间行车安全,并提供辅助驾驶功能和人机交互功能, 实现限速标志识别及投影、动态斑马线等功能。

纳米压印技术优势:

  • 在车灯内部制造微透镜阵列或光栅结构,优化光线传播路径,提升光效并减少能量损耗。
  • 通过压印高精度衍射光学元件(DOE),实现自适应远近光切换或防眩目功能。
  • 替代传统光刻工艺,降低复杂光学设计的制造成本;
  • 支持柔性基底压印,适应车灯曲面设计需求。

 

二、AR HUD

AR HUD运用AR光学成像和虚实融合技术,将车辆行驶信息、智能驾驶辅助系统等虚拟信息通过光学系统投射到驾驶员的视线前方,叠加到实际路况中,使驾驶员无需低头即可获取信息。为驾驶员提供更加直观、丰富的信息展示。AR HUD技术的兴起,不仅提升了驾驶安全,还为人车交互开启了新的篇章。据统计,中国汽车市场AR-HUD的前装标配量在逐年增长,已在多款高端车型上实现量产应用。

纳米压印技术优势:

光波导片制造:在透明玻璃或树脂上压印纳米级光栅结构,实现光线多次全反射,将虚拟信息投射到驾驶员视野。

微透镜阵列:采用衍射光波导技术,提升HUD图像亮度和均匀性。

全息光学元件(HOE):实现轻量化、高对比度的AR投影。

 

三、智慧车灯(如数字投影车灯)

智慧车灯已经从单纯的照明升级和迁移至了集安全照明、智能助驾、娱乐交互、功能体验于一体的高集中性产品。能够高清显示AR灯光效果和多场景实时互动,同时依托于智慧灯光交互,在安全性上也会有相当大的提升。智慧车灯的创新不仅提升了车辆的外观和功能性,还为驾驶员和乘客提供了更加安全、便捷的出行体验。

纳米压印技术优势:

  • 通过压印微米级反射镜阵列,实现高精度光斑控制。
  • 在车灯表面集成DOE,可实现LED光源转化为定制化图案。

四、3D感知
在车载应用中,3D感知技术可以用于自动驾驶、智能助驾等领域,提升车辆的安全性和智能化水平。此外,3D感知技术还可以应用于人脸识别等场景,提高车载系统的便捷性和安全性。

纳米压印技术优势:

  • 替代传统机械加工,解决复杂光学元件量产难题;
  • 提升光学设计自由度(如非球面透镜、自由曲面)

 

五、车载雷达

车载雷达是智能驾驶系统的重要组成部分,它能够通过发射和接收电磁波来探测周围环境的障碍物和道路情况,为车辆提供实时、准确的道路信息。随着智能驾驶技术的不断发展,车载雷达的性能和精度也在不断提升。激光雷达等新型雷达技术的应用,进一步提高了智能驾驶系统的安全性和可靠性。

纳米压印技术优势:

  • 在柔性基材上压印金属纳米结构,实现高频信号高效辐射。
  • 通过压印亚波长结构,设计雷达波束赋形或隐身功能。

综上所述,纳米压印技术正在推动汽车光学从“功能化”向“智能化”跃迁,未来将与AI算法、超表面(Metasurface)技术深度融合,成为智能驾驶光学系统的核心制造工艺。

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