Историю человеческих технологий часто можно рассматривать как неустанное стремление к «улучшениям» — внешним инструментам, усиливающим естественные возможности.
Например, огонь служил «дополнительной» пищеварительной системой, высвобождая больше энергии для развития мозга. Радио, родившееся в конце 19 века, стало «внешней голосовой связкой», позволяя голосам путешествовать со скоростью света по всему миру.
Сегодня,AR (дополненная реальность)становится «внешним глазом», соединяющим виртуальный и реальный миры и преобразующим то, как мы видим окружающий мир.
Однако, несмотря на ранние обещания, развитие AR отстает от ожиданий. Некоторые новаторы полны решимости ускорить эту трансформацию.
24 сентября Университет Уэстлейк объявил о важном прорыве в технологии отображения дополненной реальности.
Заменив традиционное стекло или смолу накарбид кремния (SiC), они разработали сверхтонкие и легкие линзы дополненной реальности, каждая из которых весит всего2,7 граммаи толькотолщина 0,55 мм— тоньше, чем обычные солнцезащитные очки. Новые линзы также позволяютполноцветный дисплей с широким полем зрения (FOV)и устранить печально известные «радужные артефакты», которые мешают обычным очкам дополненной реальности.
Это нововведение можетизменить дизайн очков дополненной реальностии приблизить AR к массовому принятию потребителями.
Сила карбида кремния
Почему для линз AR выбирают карбид кремния? История началась в 1893 году, когда французский ученый Анри Муассан обнаружил в образцах метеорита из Аризоны блестящий кристалл, состоящий из углерода и кремния. Известный сегодня как муассанит, этот драгоценный материал любят за его более высокий показатель преломления и блеск по сравнению с алмазами.
В середине 20-го века SiC также появился как полупроводник следующего поколения. Его превосходные тепловые и электрические свойства сделали его бесценным в электромобилях, коммуникационном оборудовании и солнечных батареях.
По сравнению с кремниевыми устройствами (макс. 300°C) компоненты SiC работают при температуре до 600°C с частотой в 10 раз выше и гораздо большей энергоэффективностью. Высокая теплопроводность также способствует быстрому охлаждению.
Искусственное производство SiC, редкое в природе — в основном в метеоритах — является сложным и дорогостоящим. Для выращивания кристалла размером всего 2 см требуется печь с температурой 2300°C, работающая в течение семи дней. После выращивания твердость материала, подобная алмазу, делает резку и обработку сложной задачей.
Фактически, изначально лаборатория профессора Цю Миня в Университете Уэстлейк была сосредоточена именно на решении этой проблемы — разработке лазерных методов эффективной резки кристаллов SiC, что значительно повысило бы производительность и снизило бы затраты.
В ходе этого процесса команда также заметила еще одно уникальное свойство чистого SiC: впечатляющий показатель преломления 2,65 и оптическую прозрачность в нелегированном виде — идеально для AR-оптики.
Прорыв: технология дифракционных волноводов
В Университете УэстлейкЛаборатория нанофотоники и приборостроениягруппа специалистов по оптике начала изучать возможности использования SiC в линзах дополненной реальности.
In AR на основе дифракционного волноводаМиниатюрный проектор на боковой стороне очков излучает свет по тщательно спроектированному пути.Наномасштабные решеткилинзы преломляют и направляют свет, многократно отражая его, прежде чем направить точно в глаза пользователя.
Раньше из-занизкий показатель преломления стекла (около 1,5–2,0), требуются традиционные волноводынесколько сложенных слоев-в результате чеготолстые, тяжелые линзыи нежелательные визуальные артефакты, такие как «радужные узоры», вызванные дифракцией окружающего света. Защитные внешние слои дополнительно увеличивают объем линзы.
ССверхвысокий показатель преломления SiC (2,65), аодиночный волноводный слойтеперь достаточно для полноцветной визуализации сУгол обзора более 80°—удваивают возможности обычных материалов. Это значительно повышаетпогружение и качество изображениядля игр, визуализации данных и профессиональных приложений.
Более того, точные конструкции решеток и сверхтонкая обработка уменьшают отвлекающие эффекты радуги. В сочетании с SiCисключительная теплопроводностьЛинзы даже могут помочь рассеивать тепло, выделяемое компонентами дополненной реальности, решая еще одну проблему компактных очков дополненной реальности.
Переосмысление правил дизайна дополненной реальности
Интересно, что этот прорыв начался с простого вопроса профессора Цю:«Действительно ли сохраняется предел показателя преломления 2,0?»
В течение многих лет отраслевая традиция предполагала, что показатели преломления выше 2,0 приведут к оптическим искажениям. Бросив вызов этому убеждению и используя SiC, команда открыла новые возможности.
Итак, прототип очков SiC AR —легкий, термостойкий, с кристально чистым полноцветным изображением— готовы взорвать рынок.
Будущее
В мире, где дополненная реальность вскоре изменит наше восприятие реальности, эта историяпревращение редкого «космического драгоценного камня» в высокопроизводительную оптическую технологиюявляется свидетельством человеческой изобретательности.
От заменителя алмазов до революционного материала для дополненной реальности следующего поколения.карбид кремниядействительно освещает путь вперед.
О нас
МыXКХ, ведущий производитель, специализирующийся на пластинах карбида кремния (SiC) и кристаллах SiC.
Благодаря передовым производственным возможностям и многолетнему опыту мы поставляемвысокочистые материалы SiCдля полупроводников следующего поколения, оптоэлектроники и новых технологий дополненной и виртуальной реальности.
Помимо промышленного применения, XKH также производитПремиальные драгоценные камни муассанит (синтетический SiC), широко используемые в ювелирных изделиях благодаря своему исключительному блеску и долговечности.
Будь то длясиловая электроника, передовая оптика или роскошные ювелирные изделияКомпания XKH поставляет надежную, высококачественную продукцию из карбида кремния для удовлетворения меняющихся потребностей мировых рынков.
Время публикации: 23 июня 2025 г.