Кремний карбиді: AR көзілдірігінің дисплей тар мойнынан өтетін жаңа материал

Жасанды интеллект пен толықтырылған шындық (AR) технологиясының интеграциясы барған сайын жақындай түскен сайын, AR көзілдіріктері маңызды болашақ смарт терминал ретінде қарастырылады. Дегенмен, кеңірек көру өрісін, жұқа форма факторын және батареяның қызмет ету мерзімін ұзарту үшін дәстүрлі оптикалық материалдар негізгі кедергіге тап болды. Соңғы жылдары жаңа энергетика секторында кеңінен қолданылған материал — кремний карбиді — AR көзілдіріктерінің толық түсті дисплей мәселелеріне жаңа шешім әкелді.

AR көзілдіріктерінің дисплейдегі тар мойны: неге жаңа материалдар қажет?

AR көзілдіріктеріне арналған қазіргі негізгі оптикалық шешім линзалардың жұқа болуына және үлкенірек көру өрісін (FOV) ұсынуға мүмкіндік беретін дифракциялық толқын өткізгіш технологиясы болып табылады. Дегенмен, бұл технология сүйенетін субстрат материалдары, әйнек немесе шайыр, елеулі шектеулерге ие: біріншіден, дәстүрлі материалдардың төмен сыну көрсеткішіне байланысты шектеулі көру аймағы; екіншіден, кемпірқосақ артефакті кедергісі, бұл жерде дисперсия торлы құрылым арқылы жарық өткенде кемпірқосақ тәрізді қаңғыбас жарықты тудырады; және үшіншіден, термиялық диссипация мәселесі, өйткені дәстүрлі материалдардың нашар өткізгіштігі жарықтығы жоғары дисплейлер мен процессорлар үшін қосымша көлемді салқындатуды қажет етеді, бұл құрылғының салмағы мен күрделілігін арттырады.

Кремний карбиді: жоғары сыну көрсеткішінің және жоғары жылу өткізгіштіктің артықшылықтары

Кремний карбидінің AR өнеркәсібінде пайда болуының себебі оның екі тамаша физикалық қасиетінде жатыр: жоғары сыну көрсеткіші және жоғары жылу өткізгіштік.

1. Кеңірек көру өрісіне қол жеткізу
Материалдың сыну көрсеткіші неғұрлым жоғары болса, толқын өткізгіштің көру өрісі соғұрлым үлкен болады. Қарапайым әйнектің сыну көрсеткіші шамамен 1,5, ал кремний карбиді 2,6-дан жоғары болуы мүмкін. Бұл бір қабатты кремний карбидті линзаны пайдалану 80 градустан асатын көру өрісіне қол жеткізуі мүмкін екенін білдіреді, бұл дәстүрлі шыны жинақтау шешімдерінің шамамен 40 градус деңгейінен әлдеқайда асып түседі және көрнекі тәжірибені қамтамасыз етеді.

2. Кемпірқосақ артефактілерін тиімді басу
Кемпірқосақ артефактілерінің негізгі себебі дисперсия болып табылады. Кремний карбидінің жоғары сыну көрсеткіші материалдың ішіндегі жарықтың тиімді толқын ұзындығын қысады, осылайша қажетті тор кезеңін қысқартады және адам көзінің бақыланатын диапазонынан тыс қоршаған жарықтың дифракциялық бұрышын арттырады. Бұл кемпірқосақ артефакті кедергісін түбегейлі азайтады немесе жояды.

3. Өте жақсы жылу өнімділігі
Кремний карбидінің жылу өткізгіштігі шамамен 490 Вт/(м·К), ал шыныныкі тек 1 Вт/(м·К) шамасында. Бұл ерекше жылу өткізгіштік оптикалық қозғалтқыш пен процессор өндіретін жылуды жылдам және біркелкі өткізуге және таратуға мүмкіндік береді, локализацияланған қызып кету салдарынан өнімділіктің төмендеуіне жол бермейді. Бұл AR көзілдіріктеріне жоғарырақ жарықтық дисплейлерді (мысалы, 5000 нит ең жоғары жарықтылық) қолдауға мүмкіндік береді және жылуды тарату функциясын объективтің өзіне біріктіруге мүмкіндік береді, құрылымдық дизайнды жеңілдетеді және көбірек сенсорларды біріктіру үшін орынды босатады.

Технологиялық енгізу және өнеркәсіптік прогресс

Оптикалық толқын өткізгіштерге кремний карбиді қолдану қарапайым трансплантация емес. Ол материалды дайындау мен чипті жобалаудан бастап өндіріс процестеріне дейін бүкіл тізбек бойынша инновацияны қажет етеді.

Өндіріс тұрғысынан зерттеу мекемелері кремний карбиді пластинкаларына жұқа тор үлгілерін тиімді тасымалдай алатын, жаппай өндіріске жарамды нанотаңбалы литография және аршу процестерін әзірледі. Бұдан басқа, толқын өткізгішті қатты жабынның сэндвич құрылымымен және шағылысуға қарсы жабынымен инкапсуляциялайтын ультра жұқа орау процестерін енгізу арқылы оның микроқұрылымын қорғай отырып, жарық өткізгіштігін жақсартуға болады. Осындай жетілдірілген процестерді қолдана отырып жасалған монолитті кремний карбиді толқын өткізгіші қазірдің өзінде қалыңдығы 0,75 мм және салмағы 4 граммнан аз ультра жұқа және жеңіл форма факторына қол жеткізе алады, бұл айтарлықтай серпіліс болып табылады.

Өнеркәсіп тізбегінің жоғары және төменгі ағыны бойынша ынтымақтастық та өте маңызды. Барлық сегменттердің кәсіпорындары мен техникалық топтары - субстрат материалдары мен пластиналар өндірісінен бастап толқынды бағыттаушы дизайнға және толық AR құрылғыларына дейін - дизайн талаптарын материал қасиеттерімен сәйкестендіруді бірлесіп ынталандыру үшін ынтымақтастықты нығайтады. Мақсат - қазіргі уақытта кремний карбидінің кең ауқымды қолданылуын шектейтін негізгі кедергіні шешу: өнімділікті жақсарта отырып, құны.

Қорытындылай келе, кремний карбиді AR дисплейлерінің негізгі шектеулерін өзінің жоғары сыну көрсеткіші мен жылу өткізгіштігі арқылы қарастырады. Оның кеңінен қолдану жолы жетілген процестер мен күшті салалық тізбектер арқылы шығындар кедергілерін еңсеруге байланысты. AR көзілдіріктерінің көзқарасы дисплейлерден тыс толыққанды AI-мен жұмыс істейтін кеңістіктік компьютерлерге дейін кеңейіп келе жатқанда, кремний карбиді жақсы материал ғана емес, ол бүкіл жүйе үшін іргелі мүмкіндік береді, жетілдірілген зондтау мен есептеулерді барған сайын жұқа форма факторларында біріктіруді қолдайды.