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Con il rapido progresso dell'intelligenza artificiale (AI), gli occhiali di realtà aumentata (AR) stanno diventando un argomento caldo nel campo dei dispositivi intelligenti.La fusione di IA e AR consente a questi occhiali non solo di fornire esperienze immersive più ricche, ma anche di svolgere compiti più intelligenti.Tuttavia, man mano che le funzionalità di IA e AR continuano a fondersi, i materiali ottici tradizionali come vetro e resina devono affrontare crescenti limitazioni, in particolare in termini di campo visivo (FOV), peso,durata della batteriaPer superare questi ostacoli,Carburo di silicio (SiC), un materiale semiconduttore a banda larga, è emerso come componente centrale per gli occhiali AR, offrendo diverse opportunità innovative.

Sfide e esigenze per gli occhiali AR

L'obiettivo degli occhiali AR è quello di fornire un'esperienza visiva leggera ma ad alte prestazioni.come vetro o resinaMentre questi materiali possono soddisfare le esigenze di base di visualizzazione, espongono gradualmente problemi man mano che la funzionalità dei dispositivi aumenta.effetti arcobaleno, peso più pesante e durata della batteria più breve diventano più pronunciate man mano che aumentano le richieste di integrazione di IA e AR.

Un problema particolarmente preoccupante è l'effetto arcobaleno nei display a colori, che si verifica quando la luce ambiente passa attraverso la guida d'onda AR, dividendosi in luce dal colore arcobaleno.Questo effetto è causato dalla diffrazione della luce a diverse lunghezze d'onda e influenza gravemente l'esperienza visiva dell'utente, limitando il potenziale degli occhiali AR.

Carburo di silicio: una soluzione innovativa

Il carburo di silicio (SiC) è emerso come una soluzione promettente per affrontare questi problemi, grazie al suo elevato indice di rifrazione e alla sua eccellente conduttività termica.Le proprietà uniche del SiC offrono diversi vantaggi significativi per i display ottici AR.

1.Un campo visivo più ampio

Il carburo di silicio vanta un indice di rifrazione superiore a 2.6Questo indice di rifrazione più elevato consente al SiC di consentire un campo visivo significativamente più ampio negli occhiali AR.Le guide d'onda tradizionali offrono in genere solo un FOV di 40 gradi, mentre un singolo strato di SiC può raggiungere un FOV di oltre 80 gradi, ampliando notevolmente l'esperienza visiva dell'utente.

2.Risolvere l'effetto arcobaleno

L'effetto arcobaleno, che è il risultato della diffrazione della luce attraverso le guide d'onda, è un importante punto doloroso negli occhiali AR.L'elevato indice di rifrazione del SiC consente alla luce di essere compressa all'interno del materialeQuesto riduce al minimo il periodo di diffrazione della griglia, il che rende l'effetto arcobaleno invisibile all'occhio umano.esperienze visive più naturali con meno interferenze della luce ambientale.

3.Più lunga durata della batteria e prestazioni stabili

I moduli di elaborazione e visualizzazione dei vetri AR generano una quantità significativa di calore.che può portare a surriscaldamento e prestazioni degradateLa conduttività termica del SiC, che è di circa 490 W/m·K, supera di gran lunga quella del vetro (circa 1 W/m·K) e della resina, permettendole di condurre efficacemente il calore dai componenti.Questo garantisce prestazioni stabili, anche sotto display ad alta luminosità, come quelli con livelli di luminosità di picco fino a 5000 nits, e prolunga la durata della batteria evitando il surriscaldamento.

4.Progettazione termica semplificata

In occhiali AR tradizionali, il raffreddamento è spesso gestito attraverso complessi moduli di dissipazione del calore o sistemi di raffreddamento attivo, che aggiungono peso e complessità al dispositivo.L'elevata conduttività termica del SiC® consente la dissipazione del calore passivo direttamente dal materiale della guida d'onda stesso, eliminando la necessità di ingombranti sistemi di raffreddamento, che consentono di ridurre il peso e la complessità del dispositivo, migliorandone l'integrazione e l'efficienza complessive.

Innovazione tecnologica nazionale: aprire la strada all'applicazione del SiC

Con l'aumentare della domanda di occhiali AR ad alte prestazioni, l'integrazione del SiC nei sistemi ottici è diventata un'area chiave di interesse.L'applicazione del SiC come substrato di guida d'onda nei vetri AR richiede di superare diverse sfide tecniche, in particolare in materia di produzione e trasformazione.

Mentre il SiC è stato ampiamente utilizzato nei semiconduttori di potenza, la sua applicazione negli occhiali AR è ancora in fase di sviluppo.quando il team Meta ha finalizzato la loro decisione di utilizzare guide d'onda SiC per i loro occhiali AR, hanno affrontato una carenza globale di attrezzature e processi per la produzione di "SiC di grado ottico".hanno collaborato con aziende produttrici di wafer per sviluppare attrezzature e processi di incisione adatti alla produzione di massa, creando una linea di produzione completa per liberare il pieno potenziale del SiC.

In Cina, la forte presenza del paese sia nell'industria dei display che nelle tecnologie dei semiconduttori a banda larga ha gettato una solida base per l'applicazione su larga scala del SiC nei display AR.In qualità di produttore mondiale di pannelli di visualizzazione e di attore chiave nello sviluppo di dispositivi semiconduttori a banda largaLa Cina sta avanzando sia nei processi di ricerca che di produzione in questo campo.e imballaggi, che contribuirà ad accelerare la sua adozione negli occhiali AR.

Conclusioni

Il carburo di silicio ha introdotto un cambiamento rivoluzionario nelle tecnologie ottiche utilizzate negli occhiali AR, dall'espansione del campo visivo alla risoluzione dell'effetto arcobaleno, migliorando la durata della batteria,e semplificare la progettazione termica, SiC ha dimostrato di essere un punto di svolta nel migliorare le prestazioni e l'esperienza dell'utente degli occhiali AR.Gli occhiali AR andranno presto oltre la fantascienza e diventeranno una pratica, strumento indispensabile per la vita quotidiana.