Սիլիցիումի կարբիդը լուսավորում է լրացված իրականության ակնոցները՝ բացելով անսահման նոր տեսողական փորձառություններ

Մարդկային տեխնոլոգիայի պատմությունը հաճախ կարելի է դիտարկել որպես «բարելավումների»՝ բնական կարողությունները հզորացնող արտաքին գործիքների անդադար հետապնդում։

Օրինակ՝ կրակը ծառայում էր որպես մարսողական համակարգի «լրացուցիչ» միջոց՝ ազատելով ուղեղի զարգացման համար ավելի շատ էներգիա։ 19-րդ դարի վերջին ծնված ռադիոն դարձավ «արտաքին ձայնալար», որը թույլ էր տալիս ձայներին լույսի արագությամբ տարածվել ամբողջ աշխարհում։

Այսօր,AR (լրացված իրականություն)ի հայտ է գալիս որպես «արտաքին աչք»՝ կամուրջ դարձնելով վիրտուալ և իրական աշխարհները, վերափոխելով մեր շրջապատի ընկալումը։

Այնուամենայնիվ, վաղեմի խոստումներին հակառակ, լրացված իրականության (AR) զարգացումը հետ է մնացել սպասումներից։ Որոշ նորարարներ վճռականորեն տրամադրված են արագացնել այս փոխակերպումը։

Սեպտեմբերի 24-ին Ուեսթլեյքի համալսարանը հայտարարեց AR էկրանների տեխնոլոգիայի ոլորտում կարևոր առաջընթացի մասին։

Ավանդական ապակին կամ խեժը փոխարինելովսիլիցիումի կարբիդ (SiC), նրանք մշակել են գերբարակ և թեթև AR ոսպնյակներ, որոնցից յուրաքանչյուրը կշռում էր ընդամենը2.7 գրամև միայն0.55 մմ հաստությամբ—ավելի բարակ, քան սովորական արևային ակնոցները։ Նոր ոսպնյակները նաև հնարավորություն են տալիսլայն տեսադաշտի (FOV) լիագույն էկրանև վերացնել հայտնի «ծիածանի արտեֆակտները», որոնք տանջում են սովորական AR ակնոցներին։

Այս նորարարությունը կարող էվերաձևավորեք AR ակնոցների դիզայնըև լրացված իրականությունը մոտեցնել սպառողների լայնածավալ ընդունմանը։

Սիլիկոնային կարբիդի ուժը

Ինչո՞ւ ընտրել սիլիցիումի կարբիդը AR օբյեկտիվների համար: Պատմությունը սկսվում է 1893 թվականին, երբ ֆրանսիացի գիտնական Անրի Մուասանը Արիզոնայից վերցված երկնաքարի նմուշներում հայտնաբերեց փայլուն բյուրեղ՝ պատրաստված ածխածնից և սիլիցիումից: Այսօր հայտնի որպես մուասանիտ, այս թանկարժեք քարանման նյութը սիրված է իր ավելի բարձր բեկման ցուցիչի և փայլի համար՝ ադամանդների համեմատ:

20-րդ դարի կեսերին SiC-ը նաև ի հայտ եկավ որպես հաջորդ սերնդի կիսահաղորդիչ: Դրա գերազանց ջերմային և էլեկտրական հատկությունները այն անգնահատելի են դարձրել էլեկտրական տրանսպորտային միջոցներում, կապի սարքավորումներում և արևային մարտկոցներում:

Սիլիկոնային սարքերի համեմատ (առավելագույնը 300°C), SiC բաղադրիչները գործում են մինչև 600°C ջերմաստիճանում՝ 10 անգամ ավելի բարձր հաճախականությամբ և շատ ավելի մեծ էներգաարդյունավետությամբ։ Դրա բարձր ջերմահաղորդականությունը նաև նպաստում է արագ սառեցմանը։

Բնականաբար հազվագյուտ լինելով՝ հիմնականում հանդիպում է երկնաքարերի մեջ, արհեստական ​​SiC-ի արտադրությունը դժվար է և թանկ։ Ընդամենը 2 սմ բյուրեղ աճեցնելու համար անհրաժեշտ է յոթ օր աշխատել 2300°C ջերմաստիճանի վառարանում։ Աճեցումից հետո նյութի ադամանդե կարծրությունը կտրումն ու մշակումը դարձնում է դժվար։

Իրականում, պրոֆեսոր Ցյու Մինի լաբորատորիայի Վեստլեյք համալսարանում սկզբնական նպատակն էր լուծել հենց այս խնդիրը՝ մշակել լազերային տեխնիկա SiC բյուրեղները արդյունավետորեն կտրատելու համար, ինչը զգալիորեն կբարելավի արտադրողականությունը և կնվազեցնի ծախսերը:

Այս գործընթացի ընթացքում թիմը նկատեց նաև մաքուր SiC-ի մեկ այլ եզակի հատկություն՝ տպավորիչ 2.65 բեկման ցուցիչ և օպտիկական պարզություն՝ առանց ամրացման, ինչը իդեալական է AR օպտիկայի համար։

Առաջընթաց. Դիֆրակցիոն ալիքատար տեխնոլոգիա

Վեստլեյքի համալսարանումՆանոֆոտոնիկայի և գործիքավորման լաբորատորիա, օպտիկայի մասնագետների մի խումբ սկսեց ուսումնասիրել, թե ինչպես օգտագործել SiC-ը AR օբյեկտիվներում։

In դիֆրակցիոն ալիքատարի վրա հիմնված AR, ակնոցի կողքին գտնվող մանրանկարչական պրոյեկտորը լույս է արձակում ուշադիր մշակված հետագծով։Նանոմասնաձև ցանցերոսպնյակի վրա լույսը դիֆրակցում և ուղղորդում են՝ մի քանի անգամ անդրադարձնելով այն, նախքան ճշգրիտ ուղղորդելը կրողի աչքերի մեջ։

Նախկինում, պայմանավորվածապակու ցածր բեկման ցուցիչ (մոտ 1.5–2.0), պահանջվում են ավանդական ալիքատարներբազմակի դարսված շերտեր— արդյունքումհաստ, ծանր ոսպնյակներև անցանկալի տեսողական արտեֆակտներ, ինչպիսիք են «ծիածանի նախշերը», որոնք առաջանում են շրջակա միջավայրի լույսի դիֆրակցիայի հետևանքով: Պաշտպանիչ արտաքին շերտերը լրացուցիչ ավելացվում են ոսպնյակի զանգվածին:

ՀետSiC-ի գերբարձր բեկման ցուցիչը (2.65), միմեկ ալիքատար շերտայժմ բավարար է լիագույն պատկերի համար՝Տեսադաշտի անկյունը գերազանցում է 80°-ը—կրկնապատկել ավանդական նյութերի հնարավորությունները։ Սա զգալիորեն բարելավում էընկղմում և պատկերի որակխաղերի, տվյալների վիզուալիզացիայի և մասնագիտական ​​​​կիրառությունների համար։

Ավելին, ճշգրիտ ցանցային դիզայնը և գերնուրբ մշակումը նվազեցնում են շեղող ծիածանագույն էֆեկտները: SiC-ի հետ համատեղբացառիկ ջերմահաղորդականություն, ոսպնյակները կարող են նույնիսկ օգնել ցրել AR բաղադրիչների կողմից առաջացող ջերմությունը՝ լուծելով կոմպակտ AR ակնոցների ևս մեկ խնդիր։

Վերանայելով լրացված իրականության (AR) դիզայնի կանոնները

Հետաքրքիր է, որ այս առաջընթացը սկսվեց պրոֆեսոր Ցյուի պարզ հարցից.«Արդյո՞ք 2.0 բեկման ցուցիչի սահմանը իրոք համապատասխանում է»։

Տարիներ շարունակ արդյունաբերական ավանդույթները ենթադրում էին, որ 2.0-ից բարձր բեկման ցուցիչները կառաջացնեն օպտիկական աղավաղում: Այս համոզմունքը կասկածի տակ դնելով և SiC-ն օգտագործելով՝ թիմը բացահայտեց նոր հնարավորություններ:

Հիմա, SiC AR ակնոցների նախատիպը...թեթև, ջերմակայուն, բյուրեղյա մաքուր լիագույն պատկերով— պատրաստ են խաթարել շուկան։

Ապագան

Աշխարհում, որտեղ լրացված իրականությունը շուտով կվերաձևի մեր իրականության ընկալումը, այս պատմությունըհազվագյուտ «տիեզերքում ծնված գոհարը» վերածելով բարձր արդյունավետությամբ օպտիկական տեխնոլոգիայիմարդկային հնարամտության վկայությունն է։

Ադամանդի փոխարինողից մինչև նոր սերնդի լրացված իրականության համար առաջընթացային նյութ,սիլիցիումի կարբիդիսկապես լուսավորում է առաջ շարժվելու ուղին։

Մեր մասին

Մենք ենքԽԿՀ, առաջատար արտադրող, որը մասնագիտանում է սիլիցիումի կարբիդի (SiC) թիթեղների և SiC բյուրեղների արտադրության մեջ։
Առաջադեմ արտադրական հնարավորություններով և տարիների փորձով մենք մատակարարում ենքբարձր մաքրության SiC նյութերհաջորդ սերնդի կիսահաղորդիչների, օպտոէլեկտրոնիկայի և զարգացող AR/VR տեխնոլոգիաների համար։

Արդյունաբերական կիրառություններից բացի, XKH-ը նաև արտադրում էՊրեմիում Մոիսանիտ թանկարժեք քարեր (սինթետիկ SiC), լայնորեն օգտագործվում են նուրբ զարդերի մեջ՝ իրենց բացառիկ փայլի և դիմացկունության համար։

Անկախ նրանից, թե դրա համարէլեկտրական սարքավորումներ, առաջադեմ օպտիկա կամ շքեղ զարդեր, XKH-ը մատակարարում է հուսալի, բարձրորակ SiC արտադրանք՝ համաշխարհային շուկաների զարգացող կարիքները բավարարելու համար։