Cilvēces tehnoloģiju vēsturi bieži var uzskatīt par neatlaidīgu tiekšanos pēc “uzlabojumiem” — ārējiem rīkiem, kas pastiprina dabiskās spējas.
Piemēram, uguns kalpoja kā gremošanas sistēmas “papildinājums”, atbrīvojot vairāk enerģijas smadzeņu attīstībai. Radio, kas radās 19. gadsimta beigās, kļuva par “ārējo balss saiti”, ļaujot balsīm pārvietoties gaismas ātrumā pa visu zemeslodi.
Šodien,AR (paplašinātā realitāte)kļūst par “ārējo aci” — savienojot virtuālo un reālo pasauli, pārveidojot to, kā mēs redzam apkārtni.
Tomēr, neskatoties uz sākotnējiem solījumiem, paplašinātās realitātes (AR) attīstība ir atpalikusi no cerētā. Daži novatori ir apņēmušies paātrināt šo pārveidi.
24. septembrī Vestleikas Universitāte paziņoja par būtisku izrāvienu papildinātās realitātes displeju tehnoloģijā.
Aizstājot tradicionālo stiklu vai sveķus arsilīcija karbīds (SiC), viņi izstrādāja īpaši plānas un vieglas AR lēcas — katra sver tikai2,7 gramiun tikai0,55 mm biezs—plānākas nekā tipiskās saulesbrilles. Jaunās lēcas arī ļaujplatleņķa redzeslauka (FOV) pilnkrāsu displejsun likvidēt bēdīgi slavenos “varavīksnes artefaktus”, kas nomoka parastās AR brilles.
Šis jauninājums varētupārveidot AR briļļu dizainuun tuvināt paplašināto realitāti masveida patērētāju pieņemšanai.
Silīcija karbīda spēks
Kāpēc AR lēcām izvēlēties silīcija karbīdu? Stāsts sākas 1893. gadā, kad franču zinātnieks Anrī Muasāns Arizonas meteorītu paraugos atklāja spožu kristālu, kas izgatavots no oglekļa un silīcija. Mūsdienās pazīstams kā moisanīts, šis dārgakmeņiem līdzīgais materiāls ir iecienīts tā augstākā refrakcijas indeksa un spožuma dēļ salīdzinājumā ar dimantiem.
20. gadsimta vidū SiC parādījās arī kā nākamās paaudzes pusvadītājs. Tā izcilās termiskās un elektriskās īpašības ir padarījušas to nenovērtējamu elektriskajos transportlīdzekļos, sakaru iekārtās un saules baterijās.
Salīdzinot ar silīcija ierīcēm (maksimums 300 °C), SiC komponenti darbojas temperatūrā līdz pat 600 °C ar 10 reizēm augstāku frekvenci un daudz lielāku energoefektivitāti. Tā augstā siltumvadītspēja arī veicina ātru dzesēšanu.
Dabiski reti sastopams — galvenokārt meteorītos atrodams —, mākslīgā SiC ražošana ir sarežģīta un dārga. Tikai 2 cm kristāla izaudzēšanai nepieciešama 2300 °C krāsns, kas darbojas septiņas dienas. Pēc audzēšanas materiāla dimantam līdzīgā cietība apgrūtina griešanu un apstrādi.
Patiesībā profesora Qiu Min laboratorijas sākotnējais mērķis Westlake universitātē bija atrisināt tieši šo problēmu — izstrādāt lāzera metodes, lai efektīvi sagrieztu SiC kristālus, ievērojami uzlabojot ražu un samazinot izmaksas.
Šī procesa laikā komanda pamanīja arī vēl vienu unikālu tīra SiC īpašību: iespaidīgu refrakcijas indeksu 2,65 un optisko skaidrību bez aktivācijas — ideāli piemērotu AR optikai.
Izrāviens: difrakcijas viļņvadu tehnoloģija
Vestleikas universitātēNanofotonikas un instrumentācijas laboratorija, optikas speciālistu komanda sāka izpētīt, kā izmantot SiC AR lēcās.
In difrakcijas viļņvada AR, miniatūrs projektors briļļu sāpusē izstaro gaismu pa rūpīgi izstrādātu ceļu.Nano mēroga režģiuz lēcas difraktē un vada gaismu, vairākkārt to atstarojot, pirms to precīzi novirza valkātāja acīs.
Iepriekš, pateicotieszems stikla refrakcijas indekss (aptuveni 1,5–2,0)nepieciešami tradicionālie viļņvadivairāki sakrauti slāņi— kā rezultātābiezas, smagas lēcasun nevēlamus vizuālus artefaktus, piemēram, “varavīksnes rakstus”, ko izraisa vides gaismas difrakcija. Aizsargājošie ārējie slāņi vēl vairāk palielina lēcas apjomu.
ArSiC īpaši augstais refrakcijas indekss (2,65), aviens viļņvada slānistagad ir pietiekams pilnkrāsu attēlveidošanai arRedzes leņķis pārsniedz 80°—divkāršot tradicionālo materiālu iespējas. Tas ievērojami uzlaboiegremdēšanās un attēla kvalitātespēlēm, datu vizualizācijai un profesionālām lietojumprogrammām.
Turklāt precīza režģa konstrukcija un īpaši smalka apstrāde samazina traucējošos varavīksnes efektus. Apvienojumā ar SiCizcila siltumvadītspējalēcas var pat palīdzēt izkliedēt AR komponentu radīto siltumu, atrisinot vēl vienu problēmu kompaktajās AR brillēs.
AR dizaina noteikumu pārskatīšana
Interesanti, ka šis izrāviens sākās ar vienkāršu profesora Qiu jautājumu:"Vai refrakcijas indeksa robeža 2,0 tiešām ir spēkā?"
Gadiem ilgi nozares konvencija pieņēma, ka refrakcijas indeksi virs 2,0 rada optiskos kropļojumus. Apstrīdot šo uzskatu un izmantojot SiC, komanda atklāja jaunas iespējas.
Tagad SiC AR briļļu prototips —viegls, termiski stabils, ar kristāldzidru pilnkrāsu attēlu—ir gatavi sagraut tirgu.
Nākotne
Pasaulē, kurā paplašinātā realitāte drīz mainīs mūsu skatījumu uz realitāti, šis stāsts parreta “kosmosā dzimuša dārgakmens” pārvēršana augstas veiktspējas optiskajā tehnoloģijāir cilvēka atjautības apliecinājums.
No dimantu aizstājēja līdz revolucionāram materiālam nākamās paaudzes papildinātajai realitātei (AR),silīcija karbīdspatiesi izgaismo ceļu uz priekšu.
Par mums
Mēs esamXKH, vadošais ražotājs, kas specializējas silīcija karbīda (SiC) plāksnīšu un SiC kristālu ražošanā.
Ar progresīvām ražošanas iespējām un daudzu gadu pieredzi mēs piegādājamaugstas tīrības pakāpes SiC materiālinākamās paaudzes pusvadītājiem, optoelektronikai un jaunajām AR/VR tehnoloģijām.
Papildus rūpnieciskiem lietojumiem XKH ražo arīaugstākās kvalitātes moissanīta dārgakmeņi (sintētiskais SiC), plaši izmanto smalkās rotaslietās to izcilā spožuma un izturības dēļ.
Vai parjaudas elektronika, moderna optika vai luksusa rotaslietasXKH piegādā uzticamus, augstas kvalitātes SiC produktus, lai apmierinātu mainīgās globālo tirgu vajadzības.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 23. jūnijs