01

引言

去年，Meta发布的Orion AR眼镜在科技界引起了巨大轰动。这款采用半导体刻蚀工艺的全彩光波导眼镜，凭借其革命性的技术突破，被视为AR眼镜发展史上的里程碑。然而，这款备受期待的产品最终止步于概念机阶段，未能实现商业化量产。究其原因，价格成为了最大的拦路虎——据分析，若要推向市场，Orion的售价可能高达3万美元以上。

Meta Orion，图源：TechCrunch 

时隔8个月，中国企业雷鸟创新也发布了采用刻蚀工艺的全彩光波导AR眼镜——雷鸟X3 Pro。与Meta Orion形成鲜明对比的是，雷鸟创新不仅实现了从实验室概念到商业化量产的重要跨越，还以8999元的售价（国补后价格为7649元）将这一被业界视为"下一代AR眼镜核心技术"，首次带入消费市场。

作为雷鸟创新的“尖刀产品”，雷鸟X系列自2021年推出"雷鸟智能眼镜先锋版"以来，持续引领行业创新，不断刷新着人们对轻量级AR眼镜在光学性能和技术边界上的认知。雷鸟X3 Pro作为全球首款量产版全彩刻蚀光波导AR眼镜正式问世，不仅标志着AR技术发展迈入新的历史阶段，更引发了业界对其核心技术的广泛关注。刻蚀光波导技术究竟有何独特之处？与传统光波导方案相比具备哪些优势？为何这项工艺被冠以"半导体级"制造水准？为此，AR圈联合XR研究院共同撰写本文，旨在为读者全面揭示雷鸟X3 Pro背后的技术密码。

雷鸟X3 Pro包装与产品实拍，图源：AR圈

雷鸟X3 Pro 海报，图源：雷鸟创新

02

光波导技术深度解析：从第一代到第二代的技术跃迁

光波导是AR眼镜核心技术，图源：AR圈 

从AI眼镜与AR眼镜的结构对比中可以清楚地看出，光波导技术是AR眼镜区别于AI智能眼镜的核心所在。AI眼镜主要依靠算力、连接、存储、电池、摄像头、光学镜片及声学等基础组件来实现功能，其本质仍是在眼镜框架上集成智能设备所需要的器件。

而AR眼镜的技术架构则发生了根本性变革，其核心在于光学显示系统的突破。在AR眼镜中，光波导与光机承担着将虚拟图像精准投射到用户视野中的关键任务。光波导技术的独特之处在于它能够在保持镜片透明度的同时，将数字内容以适当的角度、色彩、亮度和清晰度呈现在用户眼前，使得虚拟元素仿佛真实存在于三维空间中。可以说，光波导技术直接决定了AR眼镜的用户体验。

光波导的分类 

光波导技术按照工作原理主要分为表面浮雕衍射光栅光波导、体全息衍射光栅光波导和反射光栅光波导三大类。在当前市场上的光波导AR眼镜产品中，采用表面浮雕衍射光栅光波导技术的产品占更大比重。无论是美军军用AR眼镜IVAS 1.2，还是民用领域的微软HoloLens 2、Snap Spectacles、Meta Orion以及雷鸟X2等产品，均采用了表面浮雕衍射光栅光波导技术路线。基于这一市场现状，本文所提及的光波导如未做特别说明，均特指表面浮雕衍射光栅光波导。

????光波导的分类，图源：AR圈 

光波导的分类，图源：AR圈 

光波导表面看起来呈现不同"颜色"区域的微观结构正是表面浮雕衍射光栅 

光波导的发展历程 

作为AR眼镜的核心显示技术，光波导技术正经历着从第一代纳米压印工艺向第二代光刻刻蚀工艺的关键性技术跃迁。 

第一代光波导技术采用纳米压印工艺（Nanoimprint Lithography），其基底为玻璃或树脂材料。光栅结构采用有机材料制造，通常在基底上涂覆光敏聚合物（如UV固化胶），然后通过纳米压印技术在涂层上形成微纳米级的表面浮雕光栅（Surface Relief Grating，SRG）结构。 

第一代光波导采用的纳米压印制造工艺，图源：AR圈 

具体制造过程包括：首先制作光栅的压印模具，模具上通过纳米压印技术形成成千上万个光栅结构；随后在玻璃基底（即波导片）上均匀涂覆热塑性有机树脂；接着用压印模具下压树脂层，在树脂层上留下光栅图案后用紫外线照射固化；最后在冷却后取下模板脱模，即完成SRG光波导衍射光栅的制备。

这种工艺通过物理压印的方式，将预制的模板图案转移到树脂材料上，具有成本相对较低、工艺流程相对简单的优势，适合初期的技术验证和小规模生产。然而，第一代技术也存在多重局限性。从材料特性角度看，纳米压印工艺采用物理压力式的方式印制光栅结构，聚合物材料在AR眼镜的使用环境下存在一定局限性。

AR眼镜为了实现轻薄化设计和高亮度持续成像，热量堆积压力很大，而聚合物材料在积热压力下容易出现光栅结构变形现象，进而导致彩虹纹和色散的加剧。加上有机材料自身在光学性能上的缺陷，还会出现眼镜显示性能下降、续航缩短等一系列直接影响消费者体验的问题。从技术参数角度看，纳米压印光波导的最大视场角主要受到两个层面的限制：首先是波导衬底材料的折射率决定了光线能否实现全反射传播的基础条件，这是第一层限制；其次是光栅在不同角度下的衍射效率差异，随着入射角度增大，光栅的衍射效率会下降，这进一步限制了实际可用的视场角范围。

有机光栅材料的折射率范围相对有限，在这两重限制下直接制约了视场角的扩展。从制造工艺角度看，直接接触式压印导致加工误差较大、高频次压印后模具寿命较短需要频繁更换、对对齐精度要求极高、对微小粒子的误差敏感度很高等工艺缺陷，这些问题共同限制了第一代光波导技术在AR眼镜中的应用效果和产业化进程。第二代光波导技术采用刻蚀工艺，其相比纳米压印工艺具有显著优势。刻蚀工艺通过在基底上直接去除材料创建微纳光栅，可配合高性能无机材料实现更优光学性能，其制造方式充分利用了现有成熟半导体加工工艺的技术优势。

第二代光波导采用的刻蚀工艺，图源：AR圈 

光学性能优势：在光学性能方面，刻蚀工艺的关键优势在于光栅材料的选择。刻蚀工艺下光波导的光栅采用无机材料，其折射率比有机材料更高，因此刻蚀工艺制作的光波导视场角大于纳米压印工艺。同时，无机光栅材料的高折射率特性使得光传输效率能够得到进一步提升。刻蚀工艺还能够更精确地控制光栅参数，有效减少色散和彩虹纹现象。刻蚀工艺可以在晶圆上叠加多种涂层（多达4层），这为RGB单层光波导设计带来更大的设计自由度，意味着光波导性能可以进一步提升。

制造精度优势：在制造精度方面，虽然纳米压印工艺也能达到纳米级精度，但刻蚀工艺在精度控制的稳定性和一致性方面更具优势。刻蚀工艺可采用深紫外光刻等非接触式技术，粒子造成的误差更小，技术更加成熟稳定。半导体级别的制造工艺保证了批量生产的高度一致性，设计自由度更高。

材料与耐用性优势：在耐用性方面，无机材料具有更好的抗老化性能和环境适应性。刻蚀结构与基底材料一体化集成，机械强度更高。据Dispelix数据显示，利用刻蚀工艺制造的光波导可在240小时内持续承受85℃到零下40℃的极端温度变化，加工的光波导可靠性显著提高，更易通过温度冲击、抗摔测试等严苛环境测试。

成本与产业化前景：当前，刻蚀工艺初始成本高于纳米压印工艺，这也是目前Meta Orion和雷鸟X3 Pro等产品成本较高的主要原因之一。但随着产业的发展及生产规模的扩大，刻蚀工艺的成本将被大幅摊薄，而其显著的技术优势则会为产品带来长期竞争力和更好的用户体验。

正如XR研究院创始人朱殿荣所言："光波导采用刻蚀工艺，本质上是将光学器件制造提升至半导体级精度，由此开启了AR眼镜发展的'半导体光学时代'。"

纳米压印工艺与刻蚀工艺对比，图源：AR圈 

左：第一代光波导中常见的彩虹纹现象，右：第二代光波导可消除彩虹纹，图源：Aplied Materials

上：采用传统光波导制造工艺，图像表面呈现明显的色彩不均匀性；下：AMAT的制造工艺显著提升了色彩均匀性 

Applied Materials：半导体刻蚀工艺的技术领导者 

美国应用材料公司（Applied Materials, AMAT）成立于1967年，是全球最大的半导体设备制造商之一，被业界誉为"半导体设备超市"。公司总部位于美国加利福尼亚州圣克拉拉，在纳斯达克交易所上市（股票代码：AMAT）。Applied Materials连续多年位居全球半导体设备销售额榜首，是世界顶级纳米制造技术企业，在半导体装备领域深耕超过50年。

 Applied Materials工作人员正在操作设备，图源：Applied Materials 

该公司在刻蚀技术方面具有深厚的技术积淀和市场优势。其Centura刻蚀系列设备是行业标准，目前约有2,000台Centura刻蚀机已投入运行。公司拥有业界最广泛全面的材料能力，从材料沉积到原子级精度的材料成形和去除，在沉积、刻蚀、离子注入、快速热处理等关键工艺领域均处于技术前沿。Applied Materials提供完整的半导体制造设备解决方案，包括物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）、原子层沉积（ALD）、刻蚀、离子注入、快速热处理、测试等设备。

在具体的刻蚀工艺技术方面，Applied Materials展现出强大的技术实力。其Centura DPS Plus系列被公认为铝刻蚀行业标准，提供高生产率的硅、铝和介电质刻蚀解决方案。Centris Sym3 Y刻蚀系统采用高气导室架构与创新的脉冲射频源技术，通过快速高效地排出刻蚀副产物，实现出色的刻蚀形貌控制。更为重要的是，公司的刻蚀设备能够实现原子级精度的材料去除，这对于光波导微纳结构的精密制造至关重要。

RayNeo光波导：雷鸟与Applied Materials联合研发光波导 

早在2024年初，雷鸟创新便宣布与全球半导体设备巨头Applied Materials（简称AMAT）达成战略技术合作。这一合作的核心在于将Applied Materials在半导体制造领域积累的成熟刻蚀技术迁移至光波导制造，实现了跨领域的技术融合与创新。

2024年初，Applied Materials宣布与雷鸟联合开发AI使能的AR眼镜，图源：SPIE 

Applied Materials首席技术官办公室光子平台业务副总裁兼总经理Paul Meissner博士表示："应用材料公司很高兴与雷鸟创新合作，帮助RayNeo实现无与伦比的图像质量和简约外形的融合，从而改变用户感知和与数字世界互动的方式。

雷鸟X3 Pro搭载的联合开发纳米光刻刻蚀工艺，代表了光波导制造技术的重要跃迁。这一技术合作的核心价值在于将Applied Materials在半导体领域验证的精密刻蚀工艺成功移植到光学器件制造中，实现了纳米级精度的光学结构加工。根据官方披露的技术数据，该工艺能够在微观结构层面对光路进行精准调控，光效率相较传统纳米压印工艺提升幅度达50%，重量下降25%，厚度减少6mm，抑制95%的彩虹纹，上述提升直接转化为用户可感知的显示品质改善。

此外，X3 Pro采用的全新"二次扩瞳"技术，通过精确的光线路径控制实现了等效43英寸的透明显示效果。这种技术创新使得用户能够在紧凑的眼镜形态中获得接近传统大屏幕的视觉体验，特别适合多窗口显示、信息叠加等复杂AR应用场景，为内容创作者提供了更广阔的设计空间。

通过与全球刻蚀技术领军企业的深度合作，雷鸟创新成功实现了从实验室技术到可量产商业产品的转化，这一成果具有重要的产业示范意义。这种"国际技术合作+本土产业化创新"的模式，不仅标志着中国企业在前沿光学技术领域取得重要突破，更为国产AR技术的可持续发展探索出一条可行路径，为后续技术演进和产业化推广积累了宝贵经验。

03

硬件与操作系统

先进的光波导技术是构建高质量AR体验的基础，要将光学创新转化为用户可感知的视觉效果，还需要与之匹配的显示引擎、处理芯片和操作系统的协同配合。正是在这种系统性思维的指导下，雷鸟在X3 Pro中构建了从光学器件到软硬件平台的完整技术体系。 萤火光引擎彩色MicroLED光机是雷鸟创新的“传统艺能”了，2023年的X2搭载了0.77cc、1670万色的彩色光机，便已足够惊艳。而此次X3 Pro搭载的是雷鸟自主研发的新一代——"萤火光引擎"。这套系统采用双引擎独立驱动架构，输出亮度高达1,000,000nits，并再次提升了色彩还原度与表现力。从技术规格来看，萤火光引擎的核心体积为0.36cc，相当于一颗绿豆大小，内部集成了JBD专为雷鸟定制的红、绿、蓝三原色显示模组，整机共包含六块微型屏幕。这种紧凑设计不仅优化了空间利用，也展示了光学工程与精密制造的结合。配合体积为0.1cc的Cube棱镜结构，这套光学系统实现了1670万色彩输出，并具备6000nits的峰值入眼亮度。 

雷鸟萤火光引擎，图源：雷鸟创新 

高通骁龙 AR1 处理器雷鸟X3 Pro搭载了基于台积电4nm工艺的高通骁龙AR1专用处理器，这一专为AR眼镜设计的芯片采用了4核A55架构，配备1.5MB的三级缓存和Adreno 621 GPU，为轻量化AR应用提供了充足的计算能力。

高通骁龙AR1，图源：高通 

在图像处理方面，骁龙AR1集成了四核ISP图像处理单元，能够实现实时视觉分析和处理，为各类AR交互和识别功能提供硬件支持。这种专用图像处理架构不仅提升了图像处理的效率，也降低了主处理器的负载，优化了整体能耗表现。连接技术上，X3 Pro配备了低功耗蓝牙5.3和Wi-Fi 6模组，相比前代产品有明显提升。

蓝牙5.3提供了更低的延迟和更稳定的连接，特别是在复杂无线环境中的抗干扰能力得到强化；而Wi-Fi 6则带来了更快的数据传输速率和更低的网络延迟，使得云端内容访问更加流畅。据官方数据，这套硬件系统相比前代产品有效降低了约40%的能耗，同时提升了无线连接的稳定性与响应效率。这种能效优化对于重量和电池容量都有严格限制的AR眼镜而言尤为重要，直接影响了设备的续航能力和实际使用体验。索尼 IMX681 传感器+OV空间感知摄像头在影像系统设计上，雷鸟X3 Pro采用了双摄方案，充分考虑了AR眼镜的特殊应用场景需求。其主摄像头搭载了索尼IMX681传感器，这款为AR设备专门优化的传感器具备1200万像素分辨率、F2.2光圈以及16mm等效焦距的广角视野，能够捕捉更宽广的场景信息，为AR交互和内容叠加提供充足的视觉数据。

与主摄配合的是一颗OV空间感知摄像头，配备F2.0大光圈设计，主要负责黑白感光信息采集和精确距离测算。这种专用设计不仅提升了弱光环境下的成像质量，更为AR应用中的空间定位和深度感知提供了可靠支持。根据官方数据，双摄系统通过算法联动，实现了高精度空间定位功能，定位误差控制在0.5%以内，这一精度水平已足以支持大多数AR应用场景的交互需求。同时，该影像系统支持4K静态照片和1440P竖版视频的拍摄，满足了用户在日常内容记录方面的基本需求。

图中眼镜横梁位置搭载摄像头，左侧搭载索尼IMX681传感器的RGB摄像头，而右侧为OV空间感知摄像头，图源：AR圈

自研RayNeo OS 空间操作系统

雷鸟在X3 Pro上搭载了自主研发的RayNeo OS空间操作系统，这一系统不同于传统的二维界面设计，而是以"立体景深"为核心视觉逻辑，将虚拟内容融入真实空间中。这种设计理念配合镜腿上的"思维滑动"操控方式，创造了更加贴近自然人机交互的操作体验，降低了用户的学习成本和操作负担。

RayNeo OS五维导航，手势交互

系统内置的Live AI能力是其显著特点，通过集成阿里通义定制大模型，RayNeo OS能够实现实时的图像识别与语义处理。这种本地与云端融合的AI架构设计，为用户提供了"随时可用、即时响应"的智能助手体验，使AR眼镜不再只是简单的显示设备，而是具备主动分析与推荐能力的智能终端。此外，雷鸟还在X3 Pro引入了大量AI Agent，让AI在多种场景下表现都更加“聪明”和“高效”。

此外，雷鸟还为X3 Pro打造了安卓App应用虚拟机，将我们熟悉的微信、小红书、飞书、B站等主流APP迁移到了眼镜端，进一步丰盈了产品的应用生态。

值得关注的是，雷鸟X3 Pro在生态互联方面迈出了重要一步，其兼容Apple Watch系列（Watch 7及后续产品）的抬腕识别功能。通过内置6轴陀螺仪与苹果开放API联动，系统支持滑动、点击、返回等多种手势操作，有效拓展了AR眼镜的操作边界，为没有触控屏的AR眼镜提供了更加直观的交互方式。在开发者生态方面，雷鸟采取了开放策略，提供Unity ADRK和ARSDK for Android双平台原生开发环境，允许开发者自由搭建AR应用。系统还开放了6DoF+SLAM等核心能力，为开发者提供精准空间定位和环境建模的基础工具，这种开放姿态有助于吸引更多开发者加入AR应用生态，丰富平台内容。

04

应用

由于篇幅所限，本文的应用介绍将重点聚焦雷鸟X3 Pro的三大功能——AI识物、智能翻译和AR导航。这三项功能代表了AR眼镜在日常使用中比较实用而且高频应用场景。当然，X3 Pro的能力远不止于此。从充满趣味的AI陪练、AR宠物养成，到极具实用价值的茅台真伪鉴别等特色功能，都展现了这款产品功能生态的丰富性与多样性。若您对这些功能感兴趣，欢迎在评论区留言，我们将酌情考虑在后续带来更全面的应用测评。

AI识物雷鸟X3 Pro的AI识物功能涵盖了物体识别和场景识别两大类别。其中，物体识别能够精准捕捉画面中的具体对象，无论是街边的花草树木，还是商场里的各类商品；场景识别则专注于理解整体环境信息，帮助用户快速了解所处位置的景点、建筑等信息。在实际体验中，当镜头对准建筑物或特定物体时，系统能够迅速反馈建筑名称、历史背景、周边环境乃至实时天气等丰富信息，真正实现了"所见即所知"。面对日常生活中的复杂场景，比如超市货架上琳琅满目的商品，X3 Pro展现出了智能化的识别策略。系统会自动分析画面构成，根据物体大小、位置和清晰度等因素智能排序，优先识别用户最可能关注的主体对象。在我们的实测过程中，无论是识别速度还是准确度都达到了实用水平，足以应对大部分日常场景。以下是我们实测AI识物功能的实际表现，在使用眼镜时，用户可以直接通过屏幕看到AI反馈的内容：

雷鸟X3 Pro拍摄识别实测截图，图源：AR圈

雷鸟X3 Pro AI识物并翻译实测截图，图源：AR圈

雷鸟X3 Pro AI识物并翻译实测截图，图源：AR圈

雷鸟X3 Pro AI识物并翻译实测截图，图源：AR圈

AI翻译雷鸟X3 Pro的智能交互设计简洁直观，用户通过轻触镜腿触控区或呼唤"小雷小雷"即可快速激活翻译功能。在实际体验中，设备响应迅速稳定，真正实现了随时随地的便捷使用。当用户询问天气状况或寻找附近地铁站等日常信息时，系统会提供简洁精准的回复，信息呈现恰到好处，不会对视野造成过多干扰。同声传译与语音翻译是X3 Pro的亮点功能之一。特别是在英译中场景下，翻译几乎实时完成，整体体验自然流畅。无论是常见表达还是"人工智能"和"供应链"等跨领域词汇，设备都能准确理解并提供恰当的翻译，有效支持了各类场景下的跨语言沟通需求。

雷鸟 X3 Pro翻译效果显示截图，图源:AR圈

导航雷鸟X3 Pro搭载了高德地图的AR导航，真正实现了"所见即所得"的导航体验。当你走在陌生的街道上，不再需要频繁低头查看手机地图，所有信息都会自然地浮现在你的视野中。当你需要寻找特定地点时，只需通过语音搜索，系统就会智能筛选并展示周边相关位置。每个搜索结果都配有详细的信息卡片，包括具体地址、楼层信息等关键细节，帮助你快速做出选择。选定目标后，单击即可开始导航，整个过程流畅自然。系统通过精准的定位和电磁传感器，能够将导航指引准确叠加在真实场景上。无论是简单的直行提示，还是复杂的转弯指引，都会以清晰直观的方式呈现。这种AR导航体验不仅提升了寻路效率，更重要的是保障了行走安全。用户可以始终保持抬头姿态，既能看清路况，又能获取导航信息，真正做到了科技与安全的完美平衡。

导航搜索显示界面截图，图源：AR圈

导航显示界面截图，实际观感为动态，箭头实时指向导航方向，有立体感，图源：AR圈05

写在最后

雷鸟X3 Pro作为全球首款量产全彩刻蚀光波导AR眼镜，在技术创新与实用性融合方面取得了突破性进展。该产品搭载自研萤火光引擎与刻蚀光波导技术，相比前代产品光效率提升50%且有效抑制彩虹纹现象，76克的轻量化设计较前代减重36%，显著提升了日常佩戴的舒适性。

更为重要的是，这一产品的成功量产标志着刻蚀光波导技术正式从实验室走向商业应用的历史性转折。通过与Applied Materials等全球技术领军企业的深度合作，雷鸟成功将半导体制造的精密工艺引入光波导制造领域，完成了从第一代纳米压印有机光栅向第二代刻蚀无机光栅的关键技术跃迁。这一突破性成果不仅加速了AR显示技术的产业化进程，更标志着中国AR科技在核心光学技术领域达到了具有全球影响力的新高度，为中国在下一代计算平台竞争中构建了坚实的技术壁垒。正如朱殿荣所言："雷鸟X3 Pro的价值不仅体现在技术层面的突破，更在于验证了中国企业具备将前沿技术成功转化为可量产商业的设计与制造能力。"

       原文标题 : 深度解析：全球首款量产版全彩刻蚀光波导AR眼镜——雷鸟X3 Pro