先进光纤和更薄光学镜片的问世，推动了可穿戴光学器件的蓬勃发展?？纱┐鞴庋骷问蕉嘌咏庀擞敕叭诤系牡涂萍济姥?，到新研发的先进光学传感器，再到将先进光学元件集成到增强现实 (AR) 头戴设备等高科技应用，不一而足。

在本文中，我们将研究可穿戴光学器件的全方位应用，从低技术到高技术的应用。

美学可穿戴设备

虽然光纤并非光学技术的高科技应用，但近年来，它已被植入各种类型的服装中。植入的目的纯粹是为了提升服装的美感，尤其是在连衣裙和外套中。

尽管这些服装时尚美观，但其实现确实依赖于光学原理才能达到预期效果。鉴于这些光纤的市场特性，它们通常由塑料制成，而非玻璃（常见于复杂的通信技术中）。然而，它们仍然利用相同的内部反射原理沿光纤传输光。

低端可穿戴设备中使用的光纤有几种不同的类型，包括端发光光纤、侧发光光纤以及其他一些不太常见的光纤变体。端发光光纤已经存在很长时间了，可以在每根光纤的尖端看到光线；而侧发光光纤是一种较新的（且更粗）的光纤变体，光线会在光纤的所有点发射（因为包层较薄，允许部分光线逸出）。

可穿戴光学传感器

2017年，光学领域出现了一些重大新闻，涉及一种可用于人体捕捉身体运动的新型光学传感器。自那以后，该领域吸引了大量投资，而且似乎将有更多研究投入到此类研究中，以开发新的光学传感工具，用于提供实时监控、更先进的游戏系统以及制造具有更轻触感的机器人。

这一领域的研究如今得以实现，要归功于中国的研究人员，他们利用聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 研制出了一种光纤传感器。这种光纤的结构特性使其能够通过自身伸长而直立起来，并检测应变（从而检测身体运动）。它还能恢复到原始形态，以便重复使用。

那么它是如何测量应变的呢？由于该纤维是光纤，因此有一定量的光会穿过纤维。该纤维还掺杂了一种染料罗丹明B，这种染料具有与光波长相关的吸收率，在纤维的自然状态下会吸收一定量的光。因此，它可以用来感测穿过纤维壁的光量变化。当纤维在运动下被拉伸时，纤维的直径会变细，染料会吸收更多的光。同样，如果纤维被压缩，那么纤维的直径会增加，光吸收就会减少。因此，它可以用来检测压缩和拉伸运动，以确定用户的运动。

可穿戴光学和增强现实（AR）

这是一个新兴领域，鉴于此类技术的潜力，目前一系列专利已占据主导地位。先进的光学器件，例如波导、衍射光栅、矢量光栅和微型投影仪，可用于将图像投射到用户的视野中，用户通常可以根据现实世界数据和增强现实世界本身的数据发出指令。最近的技术进步已经能够定制增强现实头戴设备投射的信息量，避免用户承受过多的物体和信息负担。然而，在需要时，采用先进光学器件的增强现实头戴设备可以通过语音和触摸发出指令，并提供可导航的可见环境。

由于 AR 头戴式设备使用镜片，因此即使视力受损的用户也能通过调整镜片方向来适应。AR 与光学技术的结合也延伸到了可穿戴隐形眼镜，即将一台可用的电脑戴在眼睛里。虽然 AR/VR 头戴式设备依赖的不仅仅是光学元件，但各种光学元件和光学传感器在 AR/VR 头戴式设备中发挥着重要作用。

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