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Con il rapido sviluppo della tecnologia della realtà aumentata (AR), gli occhiali intelligenti, come importante vettore di AR, stanno gradualmente passando dal concetto alla realtà.l'adozione diffusa di occhiali intelligenti deve ancora affrontare diverse sfide tecnicheIn questi ultimi anni, il carburo di silicio (SiC), come materiale emergente, è stato utilizzato per il calcolo delle emissioni di carburo di silicio.ha ottenuto un uso diffuso in vari dispositivi e moduli a semiconduttore di potenzaOra, sta attraversando per diventare un materiale chiave nel campo degli occhiali AR. L'alto indice di rifrazione, eccellenti prestazioni di dissipazione del calore,e l'alta durezza del carburo di silicio lo rendono dimostrare un enorme potenziale nei settori della tecnologia di visualizzazioneIn seguito verrà esplorato come il carburo di silicio possa portare cambiamenti rivoluzionari agli occhiali intelligenti, concentrandosi sulle sue proprietà,innovazioni tecnologiche, le applicazioni di mercato e le prospettive future.

Proprietà e vantaggi del carburo di silicio

Il carburo di silicio è un materiale semiconduttore a banda larga con eccellenti proprietà come alta durezza, elevata conduttività termica e alto indice di rifrazione.Queste proprietà ne fanno una vasta gamma di potenziali applicazioni nei dispositivi elettroniciIn particolare per il settore degli occhiali intelligenti, i vantaggi del carburo di silicio si riflettono principalmente nei seguenti aspetti:

• Indice di rifrazione elevato: l'indice di rifrazione del carburo di silicio è fino a 2.6L'indice di rifrazione elevato significa che il carburo di silicio può limitare più efficacemente la propagazione della luce.riduzione delle perdite di energia luminosa, migliorando così la luminosità del display e il campo visivo (FOV). Ad esempio, gli occhiali AR Orion di Meta® utilizzano la tecnologia di guida d'onda del carburo di silicio, ottenendo un campo visivo di 70 gradi,molto superiore al FOV di 40 gradi dei materiali di vetro tradizionali.
• Performance eccellente di dissipazione del calore: la conduttività termica del carburo di silicio è diverse centinaia di volte superiore a quella del vetro ordinario, consentendo un rapido trasferimento di calore.la dissipazione del calore è un problema criticoLe lenti a carburo di silicio possono trasferire rapidamente calore lontano dall'unità ottica, migliorando così la stabilità e la durata del dispositivo.
• Alta durezza e resistenza all'usura: il carburo di silicio è uno dei materiali più duri conosciuti, secondo solo al diamante.In contrasto, i materiali in vetro e resina sono più soggetti a graffi, che influenzano l'esperienza dell'utente.
• Effetto anti-arcobaleno: i materiali di vetro tradizionali negli occhiali AR sono inclini all'effetto arcobaleno,che si verifica quando la luce ambientale si riflette sulla superficie della guida d'onda e forma modelli luminosi colorati dinamiciIl carburo di silicio, attraverso l'ottimizzazione della struttura della griglia, può efficacemente eliminare l'effetto arcobaleno comunemente visto con i materiali di vetro tradizionali, migliorando così la qualità della visualizzazione.

Avanzi tecnologici del carburo di silicio negli occhiali AR

Negli ultimi anni, le scoperte tecnologiche del carburo di silicio nel campo degli occhiali AR si sono riflesse principalmente nello sviluppo di lenti a guida d'onda ottiche a diffrazione.La guida d'onda ottica a diffrazione è una tecnologia di visualizzazione basata sulla combinazione di fenomeni di diffrazione ottica e strutture di guida d'onda, che può guidare l'immagine generata dall'unità ottica attraverso la griglia della lente, riducendo così lo spessore della lente e rendendo gli occhiali AR più vicini agli occhiali ordinari.

Nell'ottobre 2024, Meta (ex Facebook) ha adottato una combinazione di guide d'onda incise in carburo di silicio e microLED nei suoi occhiali AR Orion, risolvendo i principali colli di bottiglia negli occhiali AR,come il campo visivoPascual Rivera, scienziato dell'ottica di Meta, ha dichiarato che la tecnologia di guida d'onda del carburo di silicio ha completamente trasformato la qualità di visualizzazione degli occhiali AR.trasformandolo da "punti arcobaleno simili a palle da disco" in "un'esperienza serena simile a una sala sinfonica"Nel dicembre 2024, ShuoKe Crystal ha sviluppato con successo il primo substrato monocristallino di carburo di silicio semi-isolatore ad alta purezza da 12 pollici al mondo.che segna una svolta importante nei substrati di grandi dimensioniQuesta tecnologia accelererà l'espansione del carburo di silicio in nuovi scenari di applicazione come i vetri AR e i dissipatori di calore.un wafer di carburo di silicio da 12 pollici può essere utilizzato per fare 8-9 paia di occhiali AR lenti, migliorando significativamente l'efficienza della produzione.

Recentemente, il fornitore di substrati di carburo di silicio TianKe HeDa e la società di dispositivi micro-nano-optoelettronici Mude Micro-Nano hanno istituito congiuntamente una joint venture,concentrandosi sulla ricerca e sulla promozione del mercato della tecnologia delle lenti a guida d'onda ottiche a diffrazione ARTianKe HeDa, con la sua accumulazione tecnologica in substrati di carburo di silicio, fornirà a Mude Micro-Nano prodotti di substrato di carburo di silicio di alta qualità.mentre Mude Micro-Nano utilizzerà i suoi vantaggi nella tecnologia ottica micro-nano e nell'elaborazione delle guide d'onda AR per ottimizzare ulteriormente le prestazioni delle guide d'onda ottiche a diffrazioneQuesta collaborazione dovrebbe accelerare le scoperte tecnologiche negli occhiali AR, spingendo l'industria verso prestazioni più elevate e disegni più leggeri.Mude Micro-Nano ha presentato una lente per occhiali AR in carburo di silicio di seconda generazione che pesa solo 20,7 grammi e fino a 0,55 mm di sottilità, più leggeri e più sottili degli occhiali da sole ordinari, che fanno sentire gli utenti quasi senza peso durante il loro utilizzo, raggiungendo davvero "l'usura leggera".

Casi di applicazione del carburo di silicio negli occhiali AR

Nel processo di fabbricazione delle guide d'onda in carburo di silicio, il team di Meta ha superato la sfida tecnica dell'incisione inclinata.Il direttore della ricerca Nihar Mohanty ha dichiarato che l'inclinazione inclinata è una tecnologia di griglia non tradizionale che può incidere linee ad angolo inclinatoQuesta svolta tecnologica pose le basi per l'applicazione su larga scala del carburo di silicio nei vetri AR.Gli occhiali AR Orion di Meta ̊s sono un'applicazione rappresentativa della tecnologia del carburo di silicio nel campo ARAdottando la tecnologia di guida d'onda al carburo di silicio, Orion ha raggiunto un campo visivo di 70 gradi e ha efficacemente risolto problemi come gli effetti fantasma e arcobaleno.

Giuseppe Carafiore, responsabile della tecnologia di guida d'onda AR di Meta, ha sottolineato che l'alto indice di rifrazione e la conduttività termica del carburo di silicio lo rendono un materiale ideale per gli occhiali AR.Dopo aver determinato il materialeIn particolare, la tecnologia non tradizionale della griglia chiamata incisione inclinata."Le griglie sono nanostrutture responsabili dell'accoppiamento della luce dentro e fuori la lentePer far funzionare il carburo di silicio, la griglia deve utilizzare l'incisione inclinata.Nihar Mohanty ha aggiunto che sono stati il primo team al mondo a realizzare l' incisione inclinata direttamente sul dispositivo.Prima di questo, la maggior parte dei fornitori di chip e delle fonderie di semiconduttori non disponeva delle attrezzature necessarie per l'incisione inclinata.

Sfide e prospettive future del carburo di silicio

Anche se il carburo di silicio mostra un grande potenziale nei vetri AR, la sua applicazione deve ancora affrontare alcune sfide.principalmente a causa del suo lento tasso di crescita e della difficoltà di lavorazioneAd esempio, il costo di una singola lente in carburo di silicio per gli occhiali AR Orion di Meta è alto fino a $ 1000, il che rende difficile soddisfare le esigenze del mercato dei consumatori.con il rapido sviluppo dell'industria dei veicoli a nuova energiaInoltre, lo sviluppo di substrati di grandi dimensioni (come quelli da 12 pollici) favorirà ulteriormente la riduzione dei costi e il miglioramento dell'efficienza.

L'elevata durezza del carburo di silicio rende anche la lavorazione estremamente difficile, soprattutto nella lavorazione di strutture micro-nanometriche, con un rendimento relativamente basso.con la cooperazione approfondita tra i produttori di substrati di carburo di silicio e i produttori di micro-nano otticiL'applicazione del carburo di silicio nei vetri AR è ancora agli inizi.che impone a più imprese di partecipare alla ricerca e allo sviluppo di carburo di silicio di grado ottico e di attrezzatureIl team di Meta® spera che altri attori del settore investiranno in ricerche correlate, promuovendo congiuntamente la costruzione dell'ecosistema dell'industria degli occhiali AR di livello consumatore.

Conclusioni

Con il suo alto indice di rifrazione, eccellenti prestazioni di dissipazione del calore e alta durezza, il carburo di silicio sta diventando un materiale chiave nel campo degli occhiali AR.Dalla collaborazione tra TianKe HeDa e Mude Micro-Nano all'applicazione di successo degli occhiali AR Orion di Meta, il potenziale del carburo di silicio negli occhiali intelligenti è stato pienamente convalidato.con la maturazione della catena industriale e le continue innovazioni tecnologiche, il carburo di silicio dovrebbe brillare nel campo degli occhiali AR, guidando gli occhiali intelligenti verso prestazioni più elevate, peso più leggero e maggiore accessibilità.Il carburo di silicio può diventare il materiale principale nell'industria ARIl potenziale del carburo di silicio non è limitato agli occhiali AR; le sue applicazioni interdisciplinari in elettronica e fotonica mostrano anche grandi prospettive.Per esempio:, l'applicazione del carburo di silicio nel calcolo quantistico e nei dispositivi elettronici ad alta potenza è in fase di esplorazione attiva.Il carburo di silicio dovrebbe svolgere un ruolo unico in più campi, che favorisce il rapido sviluppo delle industrie connesse.

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