סיליקון קרביד מאיר משקפי מציאות רבודה, ופותח חוויות ויזואליות חדשות ללא גבולות

את ההיסטוריה של הטכנולוגיה האנושית ניתן לראות לעתים קרובות כמרדף בלתי פוסק אחר "שיפורים" - כלים חיצוניים המגבירים יכולות טבעיות.

אש, לדוגמה, שימשה כמערכת עיכול "נוספת", ששחררה אנרגיה נוספת להתפתחות המוח. הרדיו, שנולד בסוף המאה ה-19, הפך ל"מיתר קול חיצוני", שאפשר לקולות לנוע במהירות האור על פני כדור הארץ.

הַיוֹם,מציאות רבודה (AR)מתפתח כ"עין חיצונית" - מגשרת בין עולם וירטואלי למציאותי, ומשנה את האופן שבו אנו רואים את סביבתנו.

למרות ההבטחות הראשוניות, התפתחותה של מציאות רבודה פיגרה אחרי הציפיות. ישנם יזמים נחושים להאיץ את השינוי הזה.

ב-24 בספטמבר, אוניברסיטת ווסטלייק הכריזה על פריצת דרך מרכזית בטכנולוגיית תצוגה במציאות רבודה (AR).

על ידי החלפת זכוכית או שרף מסורתיים בסיליקון קרביד (SiC), הם פיתחו עדשות מציאות רבודה דקות וקלות משקל במיוחד - כל אחת מהן שוקלת רק2.7 גרםורקעובי 0.55 מ"מ—דק יותר ממשקפי שמש טיפוסיים. העדשות החדשות גם מאפשרותתצוגה בצבע מלא עם שדה ראייה רחב (FOV)ולחסל את "ממצאי הקשת" הידועים לשמצה שפוקדים משקפי מציאות רבודה קונבנציונליים.

חדשנות זו יכולהלעצב מחדש את עיצוב משקפי המציאות הרבודהולקרב את מציאות רבודה לאימוץ צרכני המוני.

כוחו של סיליקון קרביד

מדוע לבחור בסיליקון קרביד עבור עדשות מציאות רבודה? הסיפור מתחיל בשנת 1893, כאשר המדען הצרפתי אנרי מויסן גילה גביש מבריק בדגימות מטאוריט מאריזונה - עשוי פחמן וסיליקון. חומר דמוי אבן חן זה, המכונה כיום מויסניט, אהוב בזכות מקדם השבירה הגבוה יותר שלו והברק שלו בהשוואה ליהלומים.

באמצע המאה ה-20, SiC הופיע גם כמוליך למחצה מהדור הבא. תכונותיו התרמיות והחשמליות המעולות הפכו אותו ליקר ערך ברכבים חשמליים, ציוד תקשורת ותאים סולאריים.

בהשוואה להתקני סיליקון (מקסימום 300°C), רכיבי SiC פועלים בטמפרטורה של עד 600°C בתדירות גבוהה פי 10 ויעילות אנרגטית גבוהה בהרבה. המוליכות התרמית הגבוהה שלהם מסייעת גם בקירור מהיר.

ייצור SiC מלאכותי, שהוא נדיר באופן טבעי - נמצא בעיקר במטאוריטים - הוא קשה ויקר. גידול גביש בגודל 2 ס"מ בלבד דורש תנור בטמפרטורה של 2300 מעלות צלזיוס הפועל במשך שבעה ימים. לאחר הגידול, קשיות החומר, דמוית היהלום, הופכת את החיתוך והעיבוד לאתגר.

למעשה, המוקד המקורי של מעבדתו של פרופ' צ'יו מין באוניברסיטת ווסטלייק היה לפתור בדיוק את הבעיה הזו - פיתוח טכניקות מבוססות לייזר לפרוסות יעילות של גבישי SiC, תוך שיפור דרמטי של התפוקה והפחתת עלויות.

במהלך תהליך זה, הצוות הבחין גם בתכונה ייחודית נוספת של SiC טהור: מקדם שבירה מרשים של 2.65 ובהירות אופטית כאשר אינו מסומם - אידיאלי לאופטיקה של מציאות רבודה.

פריצת הדרך: טכנולוגיית מוליך גל דיפרקטיבי

באוניברסיטת ווסטלייקמעבדת ננופוטוניקה ומכשור, צוות של מומחי אופטיקה החל לחקור כיצד למנף SiC בעדשות מציאות רבודה.

In מציאות רבודה מבוססת מוליך גל דיפרקטיבי, מקרן מיניאטורי בצד המשקפיים פולט אור דרך נתיב שתוכנן בקפידה.סורגים בקנה מידה ננומטריעל העדשה מפזרים ומכוונים את האור, מחזירים אותו מספר פעמים לפני שהם מכוונים אותו במדויק לעיניו של הלובש.

בעבר, עקבמקדם שבירה נמוך של זכוכית (בסביבות 1.5–2.0), נדרשים מוליכי גל מסורתייםשכבות מרובות מוערמות—וכתוצאה מכךעדשות עבות וכבדותותופעות חזותיות לא רצויות כמו "דפוסי קשת בענן" הנגרמות על ידי עקיפת אור סביבתי. שכבות חיצוניות מגנות מוסיפות עוד יותר לנפח העדשה.

עִםמקדם השבירה הגבוה במיוחד של SiC (2.65), אשכבת מוליך גל יחידהמספיק כעת להדמיה בצבע מלא עםשדה ראייה העולה על 80°—להכפיל את היכולות של חומרים קונבנציונליים. זה משפר באופן דרמטיטבילה ואיכות תמונהלמשחקים, ויזואליזציה של נתונים ויישומים מקצועיים.

יתר על כן, עיצובי סריג מדויקים ועיבוד עדין במיוחד מפחיתים אפקטים של קשת בענן שמסיחים את הדעת. בשילוב עם SiCמוליכות תרמית יוצאת דופן, העדשות יכולות אפילו לסייע בפיזור חום שנוצר מרכיבי מציאות רבודה - מה שפותר אתגר נוסף במשקפי מציאות רבודה קומפקטיים.

חשיבה מחדש על חוקי עיצוב מציאות רבודה

מעניין לציין, פריצת הדרך הזו החלה בשאלה פשוטה של ​​פרופ' צ'יו:"האם גבול מקדם השבירה של 2.0 באמת מתקיים?"

במשך שנים, המוסכמה בתעשייה הניחה שמקדמי שבירה מעל 2.0 יגרמו לעיוות אופטי. על ידי אתגר אמונה זו ומינוף SiC, הצוות פתח אפשרויות חדשות.

עכשיו, אב הטיפוס של משקפי SiC AR—קל משקל, יציב תרמית, עם הדמיה צלולה בצבע מלא—מוכנים לשבש את השוק.

העתיד

בעולם שבו מציאות רבודה תעצב בקרוב מחדש את האופן שבו אנו תופסים את המציאות, הסיפור הזה שלהפיכת "פנינה נדירה שנולדה בחלל" לטכנולוגיה אופטית בעלת ביצועים גבוהיםהוא עדות לתושייה האנושית.

מתחליף ליהלומים ועד חומר פורץ דרך עבור הדור הבא של מציאות רבודה,סיליקון קרבידבאמת מאיר את הדרך קדימה.

אודותינו

אנחנוXKH, יצרנית מובילה המתמחה בפרוסות סיליקון קרביד (SiC) וגבישי SiC.
עם יכולות ייצור מתקדמות וניסיון של שנים, אנו מספקיםחומרי SiC בעלי טוהר גבוהעבור מוליכים למחצה מהדור הבא, אופטואלקטרוניקה וטכנולוגיות AR/VR מתפתחות.

בנוסף ליישומים תעשייתיים, XKH מייצרת גםאבני חן מויסניט פרימיום (SiC סינתטי), בשימוש נרחב בתכשיטים יוקרתיים בזכות הברק והעמידות יוצאי הדופן שלהם.

בין אם עבוראלקטרוניקה להספק, אופטיקה מתקדמת או תכשיטי יוקרהXKH מספקת מוצרי SiC אמינים ואיכותיים כדי לענות על הצרכים המתפתחים של השווקים הגלובליים.