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, появившееся в конце XIX века, стало «внешней голосовой связкой», позволив голосам распространяться по всему миру со скоростью света.
Сегодня,AR (дополненная реальность)становится «внешним глазом», соединяющим виртуальный и реальный миры и преобразующим то, как мы видим окружающий мир.
Однако, несмотря на первоначальные обещания, развитие дополненной реальности отстаёт 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 ультратонкие и легкие линзы дополненной реальности, каждая из которых весит всего2,7 граммаи толькотолщина 0,55 мм— тоньше обычных солнцезащитных очков. Новые линзы также позволяютполноцветный дисплей с широким полем зрения (FOV)и устранить пресловутые «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 карбид кремния выбирают для линз с AR? История началась в 1893 году, когда французский учёный Анри Муассан обнаружил в образцах метеорита из Аризоны сверкающий кристалл, состоящий из углерода и кремния. Известный сегодня как муассанит, этот драгоценный материал ценится за более высокий показатель преломления и блеск по сравнению с алмазами.
В середине XX века SiC также стал полупроводником нового поколения. Его превосходные тепловые и электрические свойства сделали его незаменимым в электромобилях, коммуникационном оборудовании и солнечных батареях.
По сравнению с кремниевыми устройствами (максимум 300°C), компоненты SiC работают при температуре до 600°C, с десятикратно более высокой частотой и значительно более высокой энергоэффективностью. Высокая теплопроводность также способствует быстрому охлаждению.
Искусственное производство SiC, редко встречающегося в природе (в основном в метеоритах), сложно и дорого. Выращивание кристалла размером всего 2 см требует семидневной работы печи при температуре 2300 °C. После выращивания твёрдость материала, близкая к 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 для эффективной резки кристаллов SiC, что позволило бы значительно повысить производительность и снизить затраты.
В ходе этого процесса группа 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 ВестлейкЛаборатория 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 решеткина линзе преломляют и направляют свет, отражая его несколько раз, прежде чем направить его 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 увеличивают объём линзы.
ССверхвысокий показатель преломления SiC (2,65), аодиночный волноводный слойтеперь достаточно для полноцветной визуализации сУгол обзора превышает 80°— удваивают возможности обычных материалов. Это значительно улучшаетпогружение и качество изображениядля игр, визуализации данных и профессиональных приложений.
Более того, точная конструкция решётки и сверхтонкая обработка уменьшают отвлекающие радужные эффекты. 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?»
Годами в отрасли считалось, что показатели преломления выше 2,0 приведут к оптическим искажениям. Оспорив это убеждение и используя SiC, команда открыла новые возможности.
Итак, прототип очков SiC AR —легкий, термостойкий, с кристально четким 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
МыXKH, ведущий производитель, специализирующийся на пластинах карбида кремния (SiC) и кристаллах SiC.
Благодаря передовым производственным возможностям и многолетнему опыту мы поставляемвысокочистые материалы SiCдля полупроводников нового поколения, оптоэлектроники и новых технологий дополненной и виртуальной реальности.
Помимо промышленного применения, XKH также производитдрагоценные камни премиум-класса 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, отвечающую меняющимся потребностям мировых рынков.
Время публикации: 23 июня 2025 г.