Með hraðri þróun á aukinni veruleikatækni (AR) eru snjallgleraugu, sem mikilvægur burðarefni AR-tækni, smám saman að færast frá hugmynd til veruleika. Hins vegar stendur útbreidd notkun snjallgleraugna enn frammi fyrir mörgum tæknilegum áskorunum, sérstaklega hvað varðar skjátækni, þyngd, varmaleiðni og sjónræna afköst. Á undanförnum árum hefur kísillkarbíð (SiC), sem nýtt efni, verið mikið notað í ýmsum hálfleiðaratækjum og einingum. Það er nú að ryðja sér til rúms á sviði AR-gleraugna sem lykilefni. Hár ljósbrotsstuðull kísillkarbíðs, framúrskarandi varmaleiðni og mikil hörka, svo eitthvað sé nefnt, sýna mikla möguleika til notkunar í skjátækni, léttum hönnun og varmaleiðni AR-gleraugna. Við getum útvegað...SiC skífa, sem gegnir lykilhlutverki í að bæta þessi svið. Hér að neðan munum við skoða hvernig kísillkarbíð getur valdið byltingarkenndum breytingum á snjallgleraugum hvað varðar eiginleika þess, tækniframfarir, markaðsnotkun og framtíðarhorfur.
Eiginleikar og kostir kísillkarbíðs
Kísillkarbíð er hálfleiðaraefni með breitt bandgap og framúrskarandi eiginleika eins og mikla hörku, mikla varmaleiðni og háan ljósbrotsstuðul. Þessir eiginleikar gefa því mikla möguleika til notkunar í rafeindatækjum, sjóntækjum og hitastýringu. Sérstaklega á sviði snjallgleraugna endurspeglast kostir kísillkarbíðs aðallega í eftirfarandi þáttum:
Hár ljósbrotstuðull: Kísilkarbíð hefur ljósbrotstuðul upp á yfir 2,6, sem er mun hærri en hefðbundin efni eins og plastefni (1,51-1,74) og gler (1,5-1,9). Hár ljósbrotstuðull þýðir að kísilkarbíð getur betur takmarkað ljósútbreiðslu, dregið úr ljósorkutapi og þar með bætt birtustig skjásins og sjónsvið (FOV). Til dæmis nota Orion AR gleraugu frá Meta kísilkarbíðbylgjuleiðaratækni, sem nær 70 gráðu sjónsviði, sem er langt umfram 40 gráðu sjónsvið hefðbundinna glerefna.
Frábær varmadreifing: Kísilkarbíð hefur varmaleiðni sem er hundruð sinnum meiri en venjulegt gler, sem gerir kleift að leiða varma hratt. Varmadreifing er lykilatriði fyrir AR-gleraugu, sérstaklega við birtustig skjáa og langvarandi notkun. Kísilkarbíðlinsur geta fljótt flutt hita sem myndast af ljósfræðilegum íhlutum, sem eykur stöðugleika og líftíma tækisins. Við getum útvegað SiC-skífur sem tryggja skilvirka varmastjórnun í slíkum forritum.
Mikil hörku og slitþol: Kísilkarbíð er eitt harðasta efni sem þekkt er, næst harðasta á eftir demanti. Þetta gerir kísilkarbíðlinsur slitþolnari og hentugar til daglegrar notkunar. Aftur á móti eru gler- og plastefni viðkvæmari fyrir rispum, sem hefur áhrif á notendaupplifunina.
Regnbogaáhrif: Hefðbundin glerefni í AR-gleraugum hafa tilhneigingu til að framleiða regnbogaáhrif, þar sem umhverfisljós endurkastast af yfirborði bylgjuleiðarans og skapa kraftmikil litrík ljósmynstur. Kísilkarbíð getur á áhrifaríkan hátt útrýmt þessu vandamáli með því að fínstilla rifbygginguna og þannig bæta skjágæði og útrýma regnbogaáhrifum sem orsakast af endurkasti umhverfisljóss á yfirborði bylgjuleiðarans.
Tæknibyltingar í notkun kísillkarbíðs í AR-gleraugum
Á undanförnum árum hafa tækniframfarir í notkun kísilkarbíðs í AR-gleraugum aðallega beinst að þróun ljósbrotsbylgjuleiðara. Ljósbrotsbylgjuleiðari er skjátækni sem sameinar ljósbrotsfyrirbærið og bylgjuleiðarabyggingar til að dreifa myndum sem myndast af ljósfræðilegum íhlutum í gegnum grindina í linsunni. Þetta dregur úr þykkt linsunnar, sem gerir það að verkum að AR-gleraugun líta líkari út eins og venjuleg gleraugu.
Í október 2024 kynnti Meta (áður Facebook) notkun á kísilkarbíð-etsuðum bylgjuleiðurum ásamt ör-LED ljósum í Orion AR gleraugum sínum, sem leysir helstu flöskuhálsa á sviðum eins og sjónsviði, þyngd og sjónrænum arfleifum. Pascual Rivera, sjónvísindamaður Meta, sagði að kísilkarbíð bylgjuleiðaratæknin hefði gjörbreytt skjágæðum AR gleraugna og breytt upplifuninni úr „diskókúlu-líkum regnbogaljósblettum“ í „tónleikasal-líka rólega upplifun“.
Í desember 2024 þróaði XINKEHUI með góðum árangri fyrsta 12 tommu hálfeinangrandi kísilkarbíð einkristall undirlagið í heiminum, sem markaði byltingarkennda þróun á sviði stórra undirlaga. Þessi tækni mun flýta fyrir notkun kísilkarbíðs í nýjum notkunartilfellum eins og AR-glerjum og kælibúnaði. Til dæmis getur 12 tommu kísilkarbíðskífa framleitt 8-9 pör af AR-glerlinsum, sem bætir framleiðsluhagkvæmni verulega. Við getum útvegað SiC-skífur til að styðja við slíka notkun í AR-glerjaiðnaðinum.
Nýlega gekk XINKEHUI, framleiðandi kísilkarbíðs undirlags, til samstarfs við MOD MICRO-NANO, fyrirtæki sem framleiðir ör-nanó ljósleiðaratæki, til að stofna sameiginlegt fyrirtæki sem einbeitir sér að þróun og markaðssetningu á tækni fyrir ljósleiðaralinsur með AR-dreifingarbylgjuleiðara. XINKEHUI, með tæknilega þekkingu sína á kísilkarbíð undirlögum, mun útvega hágæða undirlög fyrir MOD MICRO-NANO, sem munu nýta sér kosti þess í ör-nanó ljósleiðaratækni og AR-bylgjuleiðaravinnslu til að hámarka enn frekar afköst ljósleiðara með AR-bylgjuleiðara. Þetta samstarf er gert ráð fyrir að hraða tækniframförum í AR-gleraugum og stuðla að þróun iðnaðarins í átt að meiri afköstum og léttari hönnun.
Á SPIE AR|VR|MR sýningunni árið 2025 kynnti MOD MICRO-NANO aðra kynslóð kísilkarbíð AR gleraugnalinsa sinna, sem vega aðeins 2,7 grömm og eru aðeins 0,55 millimetrar að þykkt, léttari en venjuleg sólgleraugu, sem býður notendum upp á nánast ómerkjanlega notkunarupplifun og nær sannarlega „léttri“ hönnun.
Notkunartilvik kísillkarbíðs í AR-gleraugum
Í framleiðsluferli kísilkarbíðbylgjuleiðara sigraði teymi Meta áskoranirnar sem fylgja skásettri etsunartækni. Rannsóknarstjórinn Nihar Mohanty útskýrði að skásett etsun sé óhefðbundin rifunartækni sem etsar línur í hallandi horni til að hámarka skilvirkni ljóstengingar og aftengingar. Þessi bylting lagði grunninn að víðtækri notkun kísilkarbíðs í AR-gleraugum.
Orion AR-gleraugun frá Meta eru dæmigerð notkun kísilkarbíðstækni í AR. Með því að nota kísilkarbíðbylgjuleiðaratækni nær Orion 70 gráðu sjónsviði og tekur á áhrifaríkan hátt á vandamálum eins og draugamyndun og regnbogaáhrifum.
Giuseppe Carafiore, leiðtogi Meta í AR-bylgjuleiðaratækni, benti á að hár ljósbrotsstuðull og varmaleiðni kísillkarbíðs geri það að kjörnu efni fyrir AR-gleraugu. Eftir að efnið hafði verið valið var næsta áskorun að þróa bylgjuleiðarann, sérstaklega skásetta etsunarferlið fyrir grindina. Carafiore útskýrði að grindin, sem ber ábyrgð á að tengja ljós inn í og út úr linsunni, verði að nota skásetta etsun. Etsuðu línurnar eru ekki raðað lóðrétt heldur dreift með hallandi horni. Nihar Mohanty bætti við að þeir væru fyrsta teymið í heiminum til að ná skásettri etsun beint á tæki. Árið 2019 smíðuðu Nihar Mohanty og teymi hans sérstaka framleiðslulínu. Áður en það gerðist var enginn búnaður tiltækur til að etsa kísillkarbíðbylgjuleiðara, né var tæknin framkvæmanleg utan rannsóknarstofunnar.
Áskoranir og framtíðarhorfur kísillkarbíðs
Þótt kísillkarbíð sýni mikla möguleika í AR-glerjum, þá stendur notkun þess enn frammi fyrir nokkrum áskorunum. Eins og er er kísillkarbíðefnið dýrt vegna hægs vaxtarhraða og erfiðrar vinnslu. Til dæmis kostar ein kísillkarbíðlinsa fyrir Orion AR-gleraugu frá Meta allt að $1.000, sem gerir það erfitt að mæta þörfum neytendamarkaðarins. Hins vegar, með hraðri þróun rafbílaiðnaðarins, er kostnaður við kísillkarbíð smám saman að lækka. Ennfremur mun þróun stórra undirlaga (eins og 12 tommu skífna) stuðla enn frekar að kostnaðarlækkun og aukinni skilvirkni.
Mikil hörku kísillkarbíðs gerir það einnig erfitt í vinnslu, sérstaklega í framleiðslu ör-nanó-bygginga, sem leiðir til lágrar afkasta. Í framtíðinni, með dýpra samstarfi milli birgja kísillkarbíðs undirlags og framleiðenda ör-nanó-ljósfræði, er búist við að þetta mál leysist. Notkun kísillkarbíðs í ljósleiðaragleraugum er enn á frumstigi, sem krefst þess að fleiri fyrirtæki fjárfesti í rannsóknum og þróun búnaðar fyrir kísillkarbíð í ljósleiðaraflokki. Teymi Meta býst við að aðrir framleiðendur byrji að þróa sinn eigin búnað, því því fleiri fyrirtæki fjárfesta í rannsóknum og búnaði fyrir kísillkarbíð í ljósleiðaraflokki, því sterkara verður vistkerfi neytendavænna ljósleiðaragleraugnaiðnaðarins.
Niðurstaða
Kísillkarbíð, með háan ljósbrotsstuðul, framúrskarandi varmaleiðni og mikla hörku, er að verða lykilefni á sviði AR-gleraugna. Frá samstarfi XINKEHUI og MOD MICRO-NANO til farsællar notkunar kísillkarbíðs í Orion AR-gleraugum frá Meta, hefur möguleiki kísillkarbíðs í snjallgleraugum verið sýnt fram á að fullu. Þrátt fyrir áskoranir eins og kostnað og tæknilegar hindranir, er búist við að kísillkarbíð muni skína á sviði AR-gleraugna, eftir því sem iðnaðurinn þroskast og tæknin heldur áfram að þróast, og knýja snjallgleraugu í átt að meiri afköstum, léttari þyngd og víðtækari notkun. Í framtíðinni gæti kísillkarbíð orðið aðalhráefnið í AR-iðnaðinum og marka braut nýrrar tíma snjallgleraugna.
Möguleikar kísilkarbíðs takmarkast ekki við AR-gleraugu; notkun þess á mörgum sviðum, bæði í rafeindatækni og ljósfræði, býður einnig upp á mikla möguleika. Til dæmis er verið að skoða virkan notkun kísilkarbíðs í skammtafræði og háafls rafeindabúnaði. Þegar tæknin þróast og kostnaður lækkar er búist við að kísilkarbíð muni gegna lykilhlutverki á fleiri sviðum og flýta fyrir þróun skyldra atvinnugreina. Við getum útvegað SiC-skífur fyrir ýmis notkunarsvið, sem styður við framfarir bæði í AR-tækni og víðar.
Tengd vara
8 tommu 200 mm 4H-N SiC leiðandi gervi úr rannsóknargráðu
Sic undirlag kísillkarbíðskífa 4H-N gerð mikil hörka tæringarþol fyrsta flokks pússun
Birtingartími: 1. apríl 2025