光波导技术分类：五条路线与五种物理逻辑

摘要：AR光波导可划分为几何、衍射（含SRG/VHG/PVG）、超表面三大类、五条技术路线。各路线依托完全不同的光学原理，拥有独立性能边界与产业化节奏。不存在万能方案，读懂底层物理逻辑，才能看懂AR光学赛道的真实格局。

"光波导"这个词，在行业里被用得太随意了。有人说"几何波导比衍射波导好"，有人说"SRG和VHG都是衍射"，有人说"超表面是下一代路线"——这些说法都对，但都不完整。光波导不是一个技术，是一个技术家族。根据基本光学原理，它可以分为三大类、五条路线。这篇文章把每一类的物理机制和产业化现状讲清楚。

01 第一类——几何光波导：靠"反射"传光几何光波导基于斯涅尔折反射定律，通过半透半反镜面阵列实现光线的传播与扩瞳。

它的核心逻辑是：光在玻璃内部全反射传播，遇到镜面阵列时被逐级反射耦出。一维阵列光波导仅单向扩瞳，eyebox呈狭长条形；二维阵列光波导通过两组相互平行的分光面阵列，分别实现水平和垂直方向的光线扩展，形成更大的矩形eyebox。

几何光波导的物理机制带来天然优势：不依赖纳米光栅，从根本上消除衍射色散和彩虹纹，全彩显示和色彩一致性是五条路线中最好的。漏光率低于5%，一维阵列光波导光效利用率在5%-10%。

代价是量产工艺以冷加工为主——镀膜、键合、切割/研磨——纳米级镀膜精度和分子键合工艺要求极高，量产良率偏低。代表企业：Lumus、理湃光晶、灵犀微光、水晶光电。

02 第二类——衍射光波导：靠"光栅衍射"传光

衍射光波导利用光栅实现光线的耦入、扩瞳和耦出，主要包括三个分支：表面浮雕光栅（SRG）、体全息光栅（VHG）和偏振体全息光栅（PVG）。

三者共同点是基于光栅衍射原理，但光栅的制备方式、物理结构和偏振特性完全不同。SRG——表面浮雕光栅：刻在表面的纳米结构SRG的核心特征是在波导表面加工出周期性的浮雕结构。

光经过这些纳米级光栅时发生衍射，被耦入或耦出波导。制备工艺分为两条路线：纳米压印和刻蚀。纳米压印方便大批量生产，但依赖高折射率压印胶；刻蚀工艺可靠性更高，能在-40℃~85℃环境下工作240小时，FOV更大（由玻璃晶圆折射率决定），制造良率更高。

歌尔光学已建成国内首条12英寸晶圆DUV光刻刻蚀量产线，瑞声科技SRG产线量产良率稳定在80%以上，优于行业50%的平均水平。

SRG的优势是轻薄、设计自由度高、制造体系相对成熟，已成为消费级AR设备应用最广泛的光波导方案。代价是固有彩虹纹和色散——即使经过光栅优化，仍无法从根本上消除色散和彩虹纹。

2026年行业新发布的光波导AR眼镜中，SRG方案占比过半。代表企业：至格科技、瑞声科技、歌尔光学、广纳四维。VHG——体全息光栅：写在内部的折射率变化VHG与SRG最大的区别在于：光栅不是"刻在表面"的，而是"写在内部"的。通过激光双束干涉曝光，在感光材料内部形成周期性的折射率分布，光经过这些内部光栅时发生衍射。

这个物理机制带来几个天然优势：无需光刻刻蚀纳米结构，量产投资小、良品率高；保密性强，光栅结构在材料内部，外部无法复制；通透性高，表面平整无浮雕结构。

但VHG的材料壁垒极高。核心的全息材料配方长期被海外巨头封锁，高稳定性量产设备存在行业空白，国内产业长期缺乏体系化量产能力。

全彩体全息波导的轻量化仍有待突破。2026年6月，据尼卡光学官方披露，其建成百万片级VHG自动化产线，从底层原材料和配方设计出发，攻克了全息光刻胶生产和产业化，实现了全栈自主可控。水晶光电VHG产线已实现量产出货，前侧漏光精准控制在2%以下，计划展出红绿双色显示模组。

代表企业：尼卡光学、水晶光电、DigiLens。PVG——偏振体全息光栅：偏振选择性衍射PVG是衍射光波导的特殊分支，基于偏振选择性衍射原理。它通过全息干涉方法，让液晶材料在基材内部形成基于折射率变化的周期性分布。PVG的核心特征是偏振选择性——仅对特定手性的圆偏振光敏感，正交分量被透射。

基于这一特性，行业开发出偏振复用方案：通过左旋和右旋圆偏振光复用的PVG波导系统，可显著提升系统均匀性与光学效率。谷东智能通过反常偏振转换效应，将耦入光效提升超过50%，视场角亮度均匀性提升约20%。

制备上，PVG仅需湿法涂布和全息曝光工艺，无需光刻、电子束刻蚀、纳米压印等复杂微纳加工技术，可大幅降低生产成本。产业化方面，2025年12月，平行视界的全球首条PVG光波导中试产线正式落成，具备年产5万片光波导片能力。

谷东智能预计到2026年底新增年产300万片PVG光波导产能，通过双面涂布偏振复用方案将单基板视场角扩展至45°。代表企业：谷东智能、平行视界。

03 第三类——超表面光波导：靠"亚波长结构"调控相位超表面光波导是第三条独立的技术路线，基于光场相位调控原理。

它的核心特征是用亚波长尺度的纳米结构（纳米柱、纳米鳍）对光的相位、振幅进行逐点调控。传统衍射光波导用一阶衍射，红绿蓝三色的衍射角度不同，导致色散。

超表面通过为不同颜色分配不同衍射级次——红光用+4级、绿光用+5级、蓝光用+6级——让 m_R·λ_R = m_G·λ_G = m_B·λ_B，使三色以完全相同角度耦入，从根本上消除色差。

性能上，据阿法龙公开信息，其MGW超表面方案光学效率可达SRG的三倍以上，视场角50°以上，单层材料即可实现70°以上视场角，同时从根本上改善色散和彩虹纹问题。

量产后成本预计较主流SRG方案降低约六成。超表面目前尚处于小批量验证期，尚未进入大规模商用阶段。阿法龙已完成超亿元B轮融资，布局8英寸碳化硅超表面光波导芯片量产线，打通了从芯片设计、母版制造到量产加工的全流程闭环。代表企业：阿法龙、南科大孙小卫团队。

04 五条路线，一张表看清差异把五条路线放在一起看：

路线物理机制核心优势主要短板几何光波导镜面反射传光无彩虹纹，色彩一致性最优，光效5%-10%冷加工难度大，二维扩瞳良率低SRG表面浮雕光栅衍射量产性最好，设计自由度高固有彩虹纹与色散，无法根治VHG体全息光栅衍射无需刻蚀，成本潜力大，通透度高材料壁垒高，环境稳定性难控超表面亚波长结构逐点调相消色差，大FOV，理论光效高小批量验证期，尚未规模商用PVG偏振选择性衍射工艺简单，光效高，偏振复用灵活产能刚起步，材料体系仍在迭代五条路线的物理机制不同，性能边界不同，产业化阶段也不同。没有一条路线能通吃所有场景，也没有一条路线能"取代"其他路线。

写在最后

光波导的技术分类，本质上是一个"物理机制决定性能边界，制造工艺决定产业化节奏"的问题。几何路线是"画质最优但最难造"，SRG是"量产性最好但画质有妥协"，VHG是"成本潜力最大但材料是瓶颈"，超表面和PVG是"性能天花板高但还在早期"。理解这五条路线的物理逻辑和产业阶段，才能理解为什么行业同时在推进多条路线，而不是押注一条。

互动话题：五条路线中，你最看好哪一条在3-5年内成为消费级AR眼镜的主流方案？欢迎留言聊聊你的判断。

—— AR 安迪｜专注光波导与 AR 微显示赛道，深度拆解光学产业底层逻辑

【风险注释】本文基于企业公开披露资料与行业公开数据整理，仅为产业观点与技术科普，不同厂商工艺、指标存在差异，不构成技术选型、投资相关建议。

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