سیلیکون کاربید، عینک‌های واقعیت افزوده را روشن می‌کند و تجربیات بصری جدید و بی‌حد و مرزی را رقم می‌زند.

تاریخ فناوری بشر را اغلب می‌توان به عنوان تلاش بی‌وقفه برای «پیشرفت‌ها» - ابزارهای خارجی که قابلیت‌های طبیعی را تقویت می‌کنند - در نظر گرفت.

برای مثال، آتش به عنوان یک سیستم گوارش «افزودنی» عمل می‌کرد و انرژی بیشتری را برای رشد مغز آزاد می‌کرد. رادیو، که در اواخر قرن نوزدهم متولد شد، به یک «تار صوتی خارجی» تبدیل شد و به صداها اجازه می‌داد با سرعت نور در سراسر جهان سفر کنند.

امروز،واقعیت افزوده (AR)به عنوان یک «چشم خارجی» در حال ظهور است - پلی بین دنیای مجازی و واقعی، و نحوه‌ی دیدن محیط اطراف ما را متحول می‌کند.

با این حال، علیرغم وعده‌های اولیه، تکامل واقعیت افزوده از انتظارات عقب مانده است. برخی از نوآوران مصمم هستند که این تحول را تسریع کنند.

در ۲۴ سپتامبر، دانشگاه وست‌لیک از یک پیشرفت کلیدی در فناوری نمایشگرهای واقعیت افزوده (AR) خبر داد.

با جایگزینی شیشه یا رزین سنتی باکاربید سیلیکون (SiC)آنها لنزهای AR فوق العاده نازک و سبک وزنی را توسعه دادند که هر کدام فقط وزن دارند۲.۷ گرمو تنهاضخامت ۰.۵۵ میلی‌مترنازک‌تر از عینک‌های آفتابی معمولی. لنزهای جدید همچنین این امکان را فراهم می‌کنندنمایشگر تمام رنگی با میدان دید گسترده (FOV)و «مصنوعات رنگین‌کمانی» بدنام که عینک‌های واقعیت افزوده معمولی را آزار می‌دهند، از بین ببرند.

این نوآوری می‌توانستتغییر شکل طراحی عینک واقعیت افزودهو واقعیت افزوده را به پذیرش گسترده توسط مصرف‌کنندگان نزدیک‌تر کند.

قدرت کاربید سیلیکون

چرا کاربید سیلیکون را برای لنزهای AR انتخاب کنیم؟ داستان از سال ۱۸۹۳ آغاز می‌شود، زمانی که دانشمند فرانسوی، هنری مویسان، یک کریستال درخشان را در نمونه‌های شهاب‌سنگ آریزونا کشف کرد - ساخته شده از کربن و سیلیکون. این ماده جواهر مانند که امروزه با نام مویسانیت شناخته می‌شود، به دلیل ضریب شکست بالاتر و درخشندگی‌اش در مقایسه با الماس، مورد توجه قرار گرفته است.

در اواسط قرن بیستم، SiC به عنوان یک نیمه‌رسانای نسل بعدی نیز ظهور کرد. خواص حرارتی و الکتریکی برتر آن، آن را در وسایل نقلیه الکتریکی، تجهیزات ارتباطی و سلول‌های خورشیدی بسیار ارزشمند کرده است.

در مقایسه با قطعات سیلیکونی (حداکثر ۳۰۰ درجه سانتیگراد)، قطعات SiC تا دمای ۶۰۰ درجه سانتیگراد با فرکانس ۱۰ برابر بالاتر و راندمان انرژی بسیار بیشتر کار می‌کنند. رسانایی حرارتی بالای آن همچنین به خنک شدن سریع کمک می‌کند.

تولید مصنوعی SiC که به طور طبیعی کمیاب است - و عمدتاً در شهاب سنگ‌ها یافت می‌شود - دشوار و پرهزینه است. رشد یک کریستال تنها ۲ سانتی‌متری نیاز به کوره‌ای با دمای ۲۳۰۰ درجه سانتیگراد دارد که به مدت هفت روز کار کند. پس از رشد، سختی الماس‌مانند این ماده، برش و پردازش آن را به یک چالش تبدیل می‌کند.

در واقع، تمرکز اصلی آزمایشگاه پروفسور کیو مین در دانشگاه وست‌لیک دقیقاً حل همین مشکل بود - توسعه تکنیک‌های مبتنی بر لیزر برای برش کارآمد بلورهای SiC، که به طور چشمگیری بازده را بهبود بخشیده و هزینه‌ها را کاهش می‌دهد.

در طول این فرآیند، تیم همچنین متوجه یکی دیگر از ویژگی‌های منحصر به فرد SiC خالص شد: ضریب شکست چشمگیر ۲.۶۵ و وضوح نوری در حالت بدون آلایش - ایده‌آل برای اپتیک AR.

پیشرفت بزرگ: فناوری موجبر پراشنده

در دانشگاه وست‌لیکآزمایشگاه نانوفوتونیک و ابزار دقیقتیمی از متخصصان اپتیک شروع به بررسی چگونگی استفاده از SiC در لنزهای AR کردند.

In AR مبتنی بر موجبر پراشییک پروژکتور مینیاتوری در کنار عینک، نور را از طریق مسیری که با دقت مهندسی شده است، ساطع می‌کند.توری‌های نانومقیاسروی لنز، نور را منکسر و هدایت می‌کنند و قبل از اینکه دقیقاً به چشمان کاربر برسند، چندین بار آن را منعکس می‌کنند.

پیش از این، به دلیلضریب شکست پایین شیشه (حدود ۱.۵ تا ۲.۰)موجبرهای سنتی مورد نیاز استچندین لایه روی هم چیده شده- منجر بهلنزهای ضخیم و سنگینو مصنوعات بصری نامطلوب مانند «الگوهای رنگین‌کمانی» که در اثر پراش نور محیطی ایجاد می‌شوند. لایه‌های بیرونی محافظ نیز به حجم لنز اضافه می‌شوند.

باضریب شکست فوق‌العاده بالای SiC (2.65)، یکتک لایه موجبراکنون برای تصویربرداری تمام رنگی با ... کافی است.میدان دید بیش از ۸۰ درجهدو برابر قابلیت‌های مواد معمولی. این به طور چشمگیری افزایش می‌یابدغوطه‌وری و کیفیت تصویربرای بازی، مصورسازی داده‌ها و برنامه‌های حرفه‌ای.

علاوه بر این، طراحی‌های دقیق توری و پردازش فوق‌العاده ظریف، اثرات رنگین‌کمانی مزاحم را کاهش می‌دهد. همراه با SiCرسانایی حرارتی استثناییاین لنزها حتی می‌توانند به دفع گرمای تولید شده توسط اجزای واقعیت افزوده کمک کنند - که این خود چالش دیگری را در عینک‌های واقعیت افزوده جمع‌وجور حل می‌کند.

بازنگری در قوانین طراحی واقعیت افزوده

جالب اینجاست که این پیشرفت با یک سوال ساده از پروفسور کیو آغاز شد:«آیا حد ضریب شکست ۲.۰ واقعاً برقرار است؟»

سال‌ها، عرف صنعتی فرض می‌کرد که ضریب شکست بالاتر از ۲.۰ باعث اعوجاج نوری می‌شود. با به چالش کشیدن این باور و استفاده از SiC، این تیم امکانات جدیدی را فراهم کرد.

حالا، نمونه اولیه عینک‌های SiC AR—سبک، از نظر حرارتی پایدار، با تصویربرداری تمام رنگی و شفافآماده‌اند تا بازار را مختل کنند.

آینده

در جهانی که واقعیت افزوده (AR) به زودی نحوه‌ی نگاه ما به واقعیت را تغییر خواهد داد، این داستان ازتبدیل یک «گوهر فضایی» نادر به فناوری نوری با کارایی بالاگواهی بر نبوغ انسان است.

از جایگزینی برای الماس تا ماده‌ای انقلابی برای واقعیت افزوده نسل بعدی،کاربید سیلیکونواقعاً راه پیش رو را روشن می‌کند.

درباره ما

ما هستیمXKH، یک تولید کننده پیشرو متخصص در ویفرهای سیلیکون کاربید (SiC) و کریستال های SiC.
با قابلیت‌های پیشرفته تولید و سال‌ها تخصص، ما عرضه می‌کنیممواد SiC با خلوص بالابرای نیمه‌هادی‌های نسل بعدی، اپتوالکترونیک و فناوری‌های نوظهور AR/VR.

علاوه بر کاربردهای صنعتی، XKH همچنین تولید می‌کندسنگ‌های قیمتی مویزنیت مرغوب (SiC مصنوعی)، به دلیل درخشندگی و دوام استثنایی خود، به طور گسترده در جواهرات ظریف مورد استفاده قرار می‌گیرند.

آیا برایالکترونیک قدرت، اپتیک پیشرفته یا جواهرات لوکس، XKH محصولات SiC قابل اعتماد و با کیفیت بالا را برای رفع نیازهای رو به رشد بازارهای جهانی ارائه می‌دهد.