VR 和 MR 设备用于访问越来越多的领域的应用程序，从娱乐到医疗保健，从制造业到旅游业。这些应用正在改变人们感知数字信息并与之交互的方式，它们强调了对功能兼备、舒适、长期使用和佩戴的近眼显示器的需求。
中佛罗里达大学光学与光子学学院（CREOL）的研究人员正在努力通过开发一种新的消色差衍射 LC 光学系统来改善 VR 和 MR 的使用体验。
如今，研究人员试图通过开发消色差衍射 LC 光学系统解决这一问题。
据介绍，该系统由三个堆叠的衍射 LC 光学元件组成，具有专门设计的光谱响应和偏振选择性，旨在控制偏振状态并校正色差。为了消除蓝光和红光之间的焦距偏移，消色差 LC 透镜系统的第一个组件是在可见光谱区域显示高效率的宽带透镜；第二个组件是半波板，旨在切换蓝光的偏振状态；第三个组件是具有定制设计的透射光谱 LC 透镜，仅对蓝光和红光有效。三个液相色谱组件堆叠在一起，可形成消色差液相色谱透镜系统。
由于使用了偏振选择性 Pancharatnam-Berry 光学元件，该方案实现了良好的消色差成像性能，同时保持了超薄的外形。这种方法可用于构建消色差光栅和偏转器系统。
研究人员进行了概念验证和模拟实验，以验证其方法的有效性。实验结果表明，使用两种类型的光引擎（激光投影仪和 OLED 显示面板）的成像性能显著提高。仿真结果表明，与传统的宽带衍射 LC 透镜相比，消色差 LC 透镜系统在 50° 视场角下减少了约 100 倍的横向色偏，这相当于 VR 头显的 100° 视场。
衍射 LC 光学器件为近眼显示器应用提供了多种优势，包括近 100% 的衍射效率、易于制造、偏振选择性和动态切换。CREOL 团队开发的方法克服了衍射光学器件中长期存在的色差问题，这可以为更多地使用衍射元件来创建先进的显示系统提供动力。
该方法可以扩展到其他类型的衍射光学器件，广泛用于各种支持MR的领域，包括智能交通、智能城市、智能医疗保健、智能教育、智能建筑和智能制造应用。
