Liitreaalsuse (AR) tehnoloogia kiire arenguga on nutiprillid kui AR-tehnoloogia oluline kandja järk-järgult kontseptsioonist reaalsuseks muutumas. Nutiprillide laialdane kasutuselevõtt seisab aga endiselt silmitsi paljude tehniliste väljakutsetega, eriti kuvaritehnoloogia, kaalu, soojuse hajumise ja optilise jõudluse osas. Viimastel aastatel on ränikarbiidi (SiC) kui uut materjali laialdaselt kasutatud erinevates võimsuspooljuhtseadmetes ja -moodulites. Nüüd on see jõudmas AR-prillide valdkonda võtmematerjalina. Ränikarbiidi kõrge murdumisnäitaja, suurepärased soojuse hajutamise omadused ja kõrge kõvadus, muuhulgas, näitavad märkimisväärset potentsiaali AR-prillide kuvaritehnoloogias, kerges disainis ja soojuse hajutamises. Me saame pakkudaSiC-vahvel, millel on nende valdkondade täiustamisel oluline roll. Allpool uurime, kuidas ränikarbiid saab nutikate prillide puhul kaasa tuua revolutsioonilisi muutusi oma omaduste, tehnoloogiliste läbimurrete, tururakenduste ja tulevikuväljavaadete aspektist.
Ränikarbiidi omadused ja eelised
Ränikarbiid on laia keelutsooniga pooljuhtmaterjal, millel on suurepärased omadused, nagu kõrge kõvadus, kõrge soojusjuhtivus ja kõrge murdumisnäitaja. Need omadused annavad sellele laialdase potentsiaali kasutamiseks elektroonikaseadmetes, optikaseadmetes ja soojushalduses. Täpsemalt nutikate prillide valdkonnas kajastuvad ränikarbiidi eelised peamiselt järgmistes aspektides:
Kõrge murdumisnäitaja: ränikarbiidi murdumisnäitaja on üle 2,6, mis on palju kõrgem kui traditsioonilistel materjalidel, näiteks vaigul (1,51–1,74) ja klaasil (1,5–1,9). Kõrge murdumisnäitaja tähendab, et ränikarbiid suudab valguse levikut tõhusamalt piirata, vähendades valguse energiakadu ning parandades seeläbi ekraani heledust ja vaatevälja. Näiteks Meta Orion AR-prillid kasutavad ränikarbiidist lainejuhi tehnoloogiat, saavutades 70-kraadise vaatevälja, mis ületab kaugelt traditsiooniliste klaasmaterjalide 40-kraadise vaatevälja.
Suurepärane soojuse hajumine: ränikarbiidil on sadu kordi suurem soojusjuhtivus kui tavalisel klaasil, mis võimaldab kiiret soojusjuhtivust. Soojuse hajumine on AR-prillide puhul võtmeküsimus, eriti suure heledusega ekraanide ja pikaajalise kasutamise korral. Ränikarbiidist läätsed suudavad optiliste komponentide tekitatud soojust kiiresti üle kanda, suurendades seadme stabiilsust ja eluiga. Pakume ränikarbiidist vahvleid, mis tagavad sellistes rakendustes tõhusa soojushalduse.
Suur kõvadus ja kulumiskindlus: ränikarbiid on üks kõvemaid teadaolevaid materjale, jäädes alla vaid teemandile. See muudab ränikarbiidist läätsed kulumiskindlamaks ja sobivaks igapäevaseks kasutamiseks. Seevastu klaas- ja vaigumaterjalid on kriimustustele vastuvõtlikumad, mis mõjutab kasutuskogemust.
Vikerkaarevastane efekt: Traditsioonilised AR-prillide klaasmaterjalid kipuvad tekitama vikerkaareefekti, kus ümbritsev valgus peegeldub lainejuhi pinnalt, luues dünaamilisi värvilisi valgusmustreid. Ränikarbiid saab selle probleemi tõhusalt kõrvaldada, optimeerides võre struktuuri, parandades seeläbi ekraani kvaliteeti ja kõrvaldades vikerkaareefekti, mis on põhjustatud ümbritseva valguse peegeldustest lainejuhi pinnal.
Ränikarbiidi tehnoloogilised läbimurded AR-prillides
Viimastel aastatel on AR-prillides ränikarbiidi tehnoloogilised läbimurded keskendunud peamiselt difraktsioonlainejuhtläätsede arendamisele. Difraktsioonlainejuht on ekraanitehnoloogia, mis ühendab valguse difraktsiooninähtuse lainejuhtstruktuuridega, et levitada optiliste komponentide tekitatud kujutisi läbi läätse võre. See vähendab läätse paksust, muutes AR-prillid tavaliste prillide sarnasemaks.
2024. aasta oktoobris tutvustas Meta (endine Facebook) oma Orion AR-prillides ränikarbiidist söövitatud lainejuhtide ja microLED-ide kombinatsiooni, lahendades peamised kitsaskohad sellistes valdkondades nagu vaateväli, kaal ja optilised artefaktid. Meta optikateadlane Pascual Rivera väitis, et ränikarbiidist lainejuhtide tehnoloogia muutis täielikult AR-prillide kuvamiskvaliteeti, muutes kogemuse „diskokeralaadsetest vikerkaarevalguslaikudest“ „kontserdisaalilaadseks rahulikuks kogemuseks“.
2024. aasta detsembris töötas XINKEHUI edukalt välja maailma esimese 12-tollise kõrge puhtusastmega poolisoleeriva ränikarbiidist monokristalli substraadi, mis tähistab suurt läbimurret suurte substraatide valdkonnas. See tehnoloogia kiirendab ränikarbiidi kasutamist uutes kasutusjuhtudes, nagu AR-klaasid ja jahutusradiaatorid. Näiteks saab 12-tollisest ränikarbiidist vahvlist toota 8-9 paari AR-prillide läätsi, parandades oluliselt tootmise efektiivsust. Pakume SiC-vahvlit selliste rakenduste toetamiseks AR-prillide tööstuses.
Hiljuti sõlmis ränikarbiidist aluspindade tarnija XINKEHUI partnerluse mikro-nano optoelektrooniliste seadmete ettevõttega MOD MICRO-NANO, et luua ühisettevõte, mis keskendub AR-difraktsioonlainejuhtläätsede tehnoloogia arendamisele ja turustamisele. XINKEHUI, kellel on ränikarbiidist aluspindade alane tehniline kogemus, pakub MOD MICRO-NANO-le kvaliteetseid aluspindu, mis kasutab ettevõtte eeliseid mikro-nano optilises tehnoloogias ja AR-lainejuhtide töötlemises, et veelgi optimeerida difraktsioonlainejuhtide jõudlust. See koostöö peaks kiirendama AR-prillide tehnoloogilist läbimurret, edendades tööstusharu liikumist suurema jõudluse ja kergemate disainide poole.
2025. aasta SPIE AR|VR|MR näitusel esitles MOD MICRO-NANO oma teise põlvkonna ränikarbiidist AR-prilliläätsesid, mis kaaluvad vaid 2,7 grammi ja on vaid 0,55 millimeetri paksused, olles tavalistest päikeseprillidest kergemad, pakkudes kasutajatele peaaegu märkamatut kandmiskogemust, saavutades tõeliselt „kerge“ disaini.
Ränikarbiidi rakendusjuhud AR-prillides
Ränikarbiidist lainejuhtide tootmisprotsessis sai Meta meeskond üle kaldsöövitustehnoloogia väljakutsetest. Teadusjuht Nihar Mohanty selgitas, et kaldsöövitus on mittetraditsiooniline võrestustehnoloogia, mis söövitab jooni kaldus nurga all, et optimeerida valguse sidestus- ja lahtisidestustõhusust. See läbimurre pani aluse ränikarbiidi massiliseks kasutuselevõtuks AR-prillides.
Meta Orion AR-prillid on ränikarbiidi tehnoloogia tüüpiline rakendus AR-is. Ränikarbiidist lainejuhi tehnoloogiat kasutades saavutab Orion 70-kraadise vaatevälja ja lahendab tõhusalt sellised probleemid nagu varikujutis ja vikerkaareefekt.
Meta AR-lainejuhtide tehnoloogia juht Giuseppe Carafiore märkis, et ränikarbiidi kõrge murdumisnäitaja ja soojusjuhtivus muudavad selle ideaalseks materjaliks AR-prillide jaoks. Pärast materjali valimist oli järgmiseks väljakutseks lainejuhi väljatöötamine, täpsemalt võre kaldsöövitusprotsess. Carafiore selgitas, et võre, mis vastutab valguse läätse sisse ja välja suunamise eest, peab kasutama kaldsöövitust. Söövitatud jooned ei ole paigutatud vertikaalselt, vaid on jaotatud kaldnurga all. Nihar Mohanty lisas, et nad olid esimene meeskond maailmas, kes saavutas kaldsöövituse otse seadmetel. 2019. aastal ehitas Nihar Mohanty ja tema meeskond spetsiaalse tootmisliini. Enne seda polnud ränikarbiidist lainejuhtide söövitamiseks seadmeid saadaval ega olnud tehnoloogia laboriväliselt teostatav.
Ränikarbiidi väljakutsed ja tulevikuväljavaated
Kuigi ränikarbiidil on AR-prillides suur potentsiaal, seisab selle rakendamine siiski silmitsi mitmete väljakutsetega. Praegu on ränikarbiidi materjal kallis oma aeglase kasvukiiruse ja keerulise töötlemise tõttu. Näiteks maksab üks ränikarbiidist lääts Meta Orion AR-prillide jaoks kuni 1000 dollarit, mistõttu on tarbijaturu vajaduste rahuldamine keeruline. Elektriautode tööstuse kiire arenguga väheneb ränikarbiidi hind aga järk-järgult. Lisaks aitab suurte aluspindade (näiteks 12-tolliste vahvlite) väljatöötamine veelgi kaasa kulude vähendamisele ja efektiivsuse parandamisele.
Ränikarbiidi kõrge kõvadus muudab selle töötlemise keeruliseks, eriti mikro-nanostruktuuride valmistamisel, mis toob kaasa madala saagikuse. Tulevikus, ränikarbiidist aluspinna tarnijate ja mikro-nanooptika tootjate tihedama koostöö abil, loodetakse see probleem lahendada. Ränikarbiidi kasutamine AR-prillides on alles algusjärgus, mis nõuab rohkematelt ettevõtetelt investeeringuid optilise kvaliteediga ränikarbiidi uuringutesse ja seadmete arendamisse. Meta meeskond loodab, et ka teised tootjad hakkavad oma seadmeid arendama, kuna mida rohkem ettevõtteid investeerib optilise kvaliteediga ränikarbiidi uuringutesse ja seadmetesse, seda tugevamaks muutub tarbijaklassi AR-prillide tööstuse ökosüsteem.
Kokkuvõte
Ränikarbiid oma kõrge murdumisnäitaja, suurepärase soojuseralduse ja suure kõvadusega on muutumas AR-prillide valdkonnas võtmematerjaliks. Alates XINKEHUI ja MOD MICRO-NANO koostööst kuni ränikarbiidi eduka rakendamiseni Meta Orion AR-prillides on ränikarbiidi potentsiaal nutikate prillide puhul täielikult tõestatud. Vaatamata sellistele väljakutsetele nagu maksumus ja tehnilised takistused, eeldatakse, et ränikarbiid särab AR-prillide valdkonnas tööstusahela küpsedes ja tehnoloogia arenedes, aidates nutiklaase saavutada suurema jõudluse, kergema kaalu ja laiema kasutuselevõtu. Tulevikus võib ränikarbiidist saada AR-prillide tööstuses peavoolumaterjal, mis juhatab sisse uue nutikate prillide ajastu.
Ränikarbiidi potentsiaal ei piirdu ainult AR-klaasidega; selle tööstusharudeülesed rakendused elektroonikas ja fotoonikas näitavad samuti suuri väljavaateid. Näiteks uuritakse aktiivselt ränikarbiidi kasutamist kvantarvutuses ja suure võimsusega elektroonikaseadmetes. Tehnoloogia arenedes ja kulude vähenedes eeldatakse, et ränikarbiidil on võtmeroll üha rohkemates valdkondades, kiirendades seotud tööstusharude arengut. Pakume SiC-plaate mitmesuguste rakenduste jaoks, toetades nii AR-tehnoloogia kui ka muude valdkondade arengut.
Seotud toode
8-tolline 200 mm 4H-N SiC vahvli juhtiv mannekeen, uurimistöö kvaliteet
Postituse aeg: 01.04.2025