Z naglim razvojem tehnologije obogatene resničnosti (AR) pametna očala kot pomemben nosilec tehnologije AR postopoma prehajajo iz koncepta v resničnost. Vendar pa se široka uporaba pametnih očal še vedno sooča s številnimi tehničnimi izzivi, zlasti glede tehnologije prikaza, teže, odvajanja toplote in optične zmogljivosti. V zadnjih letih se silicijev karbid (SiC) kot nov material pogosto uporablja v različnih polprevodniških napravah in modulih za močnostne zmogljivosti. Zdaj se prebija na področje AR očal kot ključni material. Visok lomni količnik silicijevega karbida, odlične lastnosti odvajanja toplote in visoka trdota, med drugim, kažejo na velik potencial za uporabo v tehnologiji prikaza, lahki zasnovi in odvajanju toplote AR očal. Ponujamo vam lahko ...SiC rezina, ki igra ključno vlogo pri izboljšanju teh področij. Spodaj bomo raziskali, kako lahko silicijev karbid prinese revolucionarne spremembe na področju pametnih očal z vidika njegovih lastnosti, tehnoloških prebojev, tržnih aplikacij in prihodnjih obetov.
Lastnosti in prednosti silicijevega karbida
Silicijev karbid je polprevodniški material s širokim pasovnim razmikom in odličnimi lastnostmi, kot so visoka trdota, visoka toplotna prevodnost in visok lomni količnik. Te lastnosti mu dajejo velik potencial za uporabo v elektronskih napravah, optičnih napravah in upravljanju toplote. Predvsem na področju pametnih očal se prednosti silicijevega karbida odražajo predvsem v naslednjih vidikih:
Visok lomni količnik: Silicijev karbid ima lomni količnik več kot 2,6, kar je precej več kot pri tradicionalnih materialih, kot sta smola (1,51–1,74) in steklo (1,5–1,9). Visok lomni količnik pomeni, da lahko silicijev karbid učinkoviteje omejuje širjenje svetlobe, zmanjšuje izgubo svetlobne energije in s tem izboljša svetlost zaslona in vidno polje (FOV). Na primer, Meta Orion AR očala uporabljajo tehnologijo valovoda iz silicijevega karbida, ki doseže 70-stopinjsko vidno polje, kar daleč presega 40-stopinjsko vidno polje tradicionalnih steklenih materialov.
Odlično odvajanje toplote: Silicijev karbid ima toplotno prevodnost, ki je več stokrat večja od prevodnosti navadnega stekla, kar omogoča hitro prevajanje toplote. Odvajanje toplote je ključno vprašanje za AR očala, zlasti pri zaslonih z visoko svetlostjo in dolgotrajni uporabi. Leče iz silicijevega karbida lahko hitro prenesejo toploto, ki jo ustvarjajo optične komponente, kar izboljša stabilnost in življenjsko dobo naprave. Ponujamo lahko SiC rezino, ki zagotavlja učinkovito upravljanje toplote v takšnih aplikacijah.
Visoka trdota in odpornost proti obrabi: Silicijev karbid je eden najtrših znanih materialov, takoj za diamantom. Zaradi tega so silicijev karbidne leče bolj odporne proti obrabi in primerne za vsakodnevno uporabo. Nasprotno pa so stekleni in smolni materiali bolj nagnjeni k praskam, kar vpliva na uporabniško izkušnjo.
Učinek proti mavrici: Tradicionalni stekleni materiali v AR očalih ponavadi ustvarijo mavrični učinek, kjer se svetloba iz okolice odbija od površine valovoda in ustvarja dinamične barvne svetlobne vzorce. Silicijev karbid lahko to težavo učinkovito odpravi z optimizacijo strukture rešetke, s čimer izboljša kakovost prikaza in odpravi učinek mavrice, ki ga povzročajo odboji svetlobe iz okolice na površini valovoda.
Tehnološki preboji silicijevega karbida v AR očalih
V zadnjih letih so se tehnološki preboji silicijevega karbida v AR očalih osredotočili predvsem na razvoj difrakcijskih valovodnih leč. Difrakcijski valovod je tehnologija prikaza, ki združuje pojav difrakcije svetlobe z valovodnimi strukturami za širjenje slik, ki jih ustvarjajo optične komponente, skozi rešetko v leči. To zmanjša debelino leče, zaradi česar so AR očala videti bližje običajnim očalom.
Oktobra 2024 je Meta (prej Facebook) v svojih očalih Orion AR uvedla uporabo valovodov iz silicijevega karbida v kombinaciji z mikroLED diodami, s čimer je rešila ključna ozka grla na področjih, kot so vidno polje, teža in optični artefakti. Metin optični znanstvenik Pascual Rivera je izjavil, da je tehnologija valovodov iz silicijevega karbida popolnoma spremenila kakovost prikaza v očalih AR in izkušnjo spremenila iz »mavričnih svetlobnih pik, podobnih disko krogli« v »spokojno izkušnjo, podobno koncertni dvorani«.
Decembra 2024 je XINKEHUI uspešno razvil prvi 12-palčni visoko čist pol-izolacijski substrat iz silicijevega karbida na svetu, kar pomeni velik preboj na področju substratov velikih velikosti. Ta tehnologija bo pospešila uporabo silicijevega karbida v novih primerih uporabe, kot so AR stekla in hladilni odvodi. Na primer, 12-palčna silicijeva karbidna rezina lahko proizvede 8-9 parov leč za AR stekla, kar znatno izboljša učinkovitost proizvodnje. Za podporo takšnih aplikacij v industriji AR stekel lahko zagotovimo SiC rezino.
Dobavitelj silicijevih karbidnih substratov XINKEHUI je pred kratkim sklenil partnerstvo s podjetjem MOD MICRO-NANO, ki se ukvarja z mikro-nano optoelektronskimi napravami, da bi ustanovil skupno podjetje, osredotočeno na razvoj in promocijo tehnologije leč za AR difrakcijske valovodne leče. XINKEHUI bo s svojim tehničnim strokovnim znanjem na področju silicijevih karbidnih substratov zagotavljal visokokakovostne substrate za MOD MICRO-NANO, ki bo izkoristil svoje prednosti v mikro-nano optični tehnologiji in obdelavi AR valovodov za nadaljnjo optimizacijo delovanja difrakcijskih valovodov. Pričakuje se, da bo to sodelovanje pospešilo tehnološki preboj v AR steklih in spodbudilo premik industrije k bolj zmogljivim in lažjim zasnovam.
Na razstavi SPIE AR|VR|MR 2025 je MOD MICRO-NANO predstavil svoja očala druge generacije iz silicijevega karbida za AR, ki tehtajo le 2,7 grama in so debela le 0,55 milimetra, kar je lažje od običajnih sončnih očal, uporabnikom pa ponuja skoraj neopazno izkušnjo nošenja in resnično "lahko" zasnovo.
Primeri uporabe silicijevega karbida v AR očalih
V proizvodnem procesu silicijevega karbidnega valovoda je Metina ekipa premagala izzive tehnologije poševnega jedkanja. Vodja raziskav Nihar Mohanty je pojasnil, da je poševno jedkanje netradicionalna tehnologija rešetk, ki jedka črte pod nagnjenim kotom, da optimizira učinkovitost sklopitve in ločevanja svetlobe. Ta preboj je postavil temelje za množično uporabo silicijevega karbida v AR steklih.
Metina očala Orion AR so reprezentativna uporaba tehnologije silicijevega karbida v AR. Z uporabo tehnologije valovodov silicijevega karbida Orion doseže 70-stopinjsko vidno polje in učinkovito odpravlja težave, kot sta ghosting in mavrični učinek.
Giuseppe Carafiore, vodja tehnologije valovodov za obogateno resničnost (AR) pri Meta, je poudaril, da je silicijev karbid zaradi visokega lomnega količnika in toplotne prevodnosti idealen material za AR očala. Po izbiri materiala je bil naslednji izziv razvoj valovoda, natančneje postopek poševnega jedkanja za rešetko. Carafiore je pojasnil, da mora rešetka, ki je odgovorna za spuščanje svetlobe v lečo in iz nje, uporabljati poševno jedkanje. Jedkane črte niso razporejene navpično, temveč so porazdeljene pod nagnjenim kotom. Nihar Mohanty je dodal, da so bili prva ekipa na svetu, ki je dosegla poševno jedkanje neposredno na napravah. Leta 2019 sta Nihar Mohanty in njegova ekipa zgradila namensko proizvodno linijo. Pred tem ni bilo na voljo nobene opreme za jedkanje valovodov iz silicijevega karbida, prav tako pa tehnologija ni bila izvedljiva zunaj laboratorija.
Izzivi in prihodnje možnosti silicijevega karbida
Čeprav silicijev karbid kaže velik potencial v AR steklih, se njegova uporaba še vedno sooča s številnimi izzivi. Trenutno je silicijev karbidni material drag zaradi počasne rasti in težavne obdelave. Na primer, ena sama silicijeva karbidna leča za Meta Orion AR stekla stane kar 1000 dolarjev, zaradi česar težko zadovolji potrebe potrošniškega trga. Vendar pa se s hitrim razvojem industrije električnih vozil stroški silicijevega karbida postopoma znižujejo. Poleg tega bo razvoj velikih substratov (kot so 12-palčne rezine) dodatno spodbudil zmanjšanje stroškov in izboljšanje učinkovitosti.
Visoka trdota silicijevega karbida otežuje tudi obdelavo, zlasti pri izdelavi mikro-nano struktur, kar vodi do nizkih izkoristkov. V prihodnosti naj bi se to vprašanje rešilo z tesnejšim sodelovanjem med dobavitelji substratov iz silicijevega karbida in proizvajalci mikro-nano optike. Uporaba silicijevega karbida v AR očalih je še vedno v zgodnji fazi, kar od več podjetij zahteva vlaganje v raziskave in razvoj opreme za silicijev karbid optičnega razreda. Metina ekipa pričakuje, da bodo tudi drugi proizvajalci začeli razvijati lastno opremo, saj bo ekosistem industrije AR očal za potrošnike močnejši, bolj ko bodo podjetja vlagala v raziskave in opremo za silicijev karbid optičnega razreda.
Zaključek
Silicijev karbid s svojim visokim lomnim količnikom, odličnim odvajanjem toplote in visoko trdoto postaja ključni material na področju AR očal. Od sodelovanja med XINKEHUI in MOD MICRO-NANO do uspešne uporabe silicijevega karbida v Meta Orion AR očalih se je potencial silicijevega karbida v pametnih očalih v celoti pokazal. Kljub izzivom, kot so stroški in tehnične ovire, se pričakuje, da bo silicijev karbid z zorenjem industrijske verige in nadaljnjim napredkom tehnologije zasijal na področju AR očal, saj bo pametna očala vodil k večji zmogljivosti, lažji teži in širši uporabi. V prihodnosti bi lahko silicijev karbid postal glavni material v industriji AR, kar bi pomenilo novo dobo pametnih očal.
Potencial silicijevega karbida ni omejen le na AR stekla; tudi njegove medpanožne aplikacije v elektroniki in fotoniki kažejo velike možnosti. Aktivno se na primer raziskuje uporaba silicijevega karbida v kvantnem računalništvu in visokozmogljivih elektronskih napravah. Z napredkom tehnologije in zniževanjem stroškov se pričakuje, da bo silicijev karbid igral ključno vlogo na več področjih, kar bo pospešilo razvoj sorodnih industrij. Ponujamo lahko SiC rezine za različne aplikacije, ki podpirajo napredek tako v AR tehnologiji kot tudi širše.
Sorodni izdelek
8-palčna 200 mm 4H-N SiC rezina prevodna lutka raziskovalnega razreda
Čas objave: 1. april 2025