Гісторыю чалавечых тэхналогій часта можна разглядаць як нястомнае імкненне да «паляпшэнняў» — знешніх інструментаў, якія ўзмацняюць натуральныя магчымасці.
Агонь, напрыклад, служыў «дадатковай» стрававальнай сістэмай, вызваляючы больш энергіі для развіцця мозгу. Радыё, якое нарадзілася ў канцы 19 стагоддзя, стала «знешняй галасавой звязкай», дазваляючы галасам падарожнічаць з хуткасцю святла па ўсім свеце.
Сёння,AR (дапоўненая рэальнасць)становіцца «знешнім вокам» — злучае віртуальны і рэальны светы, змяняючы тое, як мы ўспрымаем наваколле.
Аднак, нягледзячы на раннія абяцанні, развіццё дапоўненай рэальнасці адстае ад чаканняў. Некаторыя наватары поўныя рашучасці паскорыць гэтую трансфармацыю.
24 верасня Універсітэт Уэстлейка абвясціў аб ключавым прарыве ў тэхналогіі дысплеяў з дапоўненай рэальнасцю.
Замяніўшы традыцыйнае шкло або смалу накарбід крэмнію (SiC)яны распрацавалі ультратонкія і лёгкія AR-лінзы, кожная з якіх важыць усяго2,7 грамаі толькітаўшчыня 0,55 мм—танчэйшыя за звычайныя сонцаахоўныя акуляры. Новыя лінзы таксама дазваляюцьшырокапалосны паўнакаляровы дысплей (FOV)і пазбавіцца ад сумнавядомых «вясёлкавых артэфактаў», якія перашкаджаюць звычайным акулярам дапоўненай рэальнасці.
Гэта новаўвядзенне магло бзмяніць дызайн AR-акуляраўі наблізіць дапоўненую рэальнасць да масавага прыняцця спажыўцамі.
Сіла карбіду крэмнію
Чаму варта выбраць карбід крэмнію для AR-лінзаў? Гісторыя пачынаецца ў 1893 годзе, калі французскі вучоны Анры Муасан выявіў бліскучы крышталь ва ўзорах метэарыта з Арызоны, які складаецца з вугляроду і крэмнію. Гэты каштоўны камень, вядомы сёння як муасаніт, цэніцца за больш высокі паказчык праламлення і бляск у параўнанні з дыяментамі.
У сярэдзіне 20-га стагоддзя карбід крэмнію (SiC) таксама стаў паўправадніком наступнага пакалення. Яго выдатныя цеплавыя і электрычныя ўласцівасці зрабілі яго неацэнным у электрамабілях, абсталяванні сувязі і сонечных батарэях.
У параўнанні з крэмніевымі прыладамі (макс. 300°C), кампаненты з карбіду крэмнію працуюць пры тэмпературы да 600°C з у 10 разоў вышэйшай частатой і значна большай энергаэфектыўнасцю. Высокая цеплаправоднасць таксама спрыяе хуткаму астуджэнню.
Штучная вытворчасць карбіду крэмнію (SiC) — гэта рэдкі натуральны матэрыял, які ў асноўным сустракаецца ў метэарытах. Для вырошчвання крышталя памерам усяго 2 см патрабуецца печ, якая працуе сем дзён пры тэмпературы 2300°C. Пасля вырошчвання матэрыял мае алмазную цвёрдасць, што ўскладняе агранку і апрацоўку.
Фактычна, першапачатковай мэтай лабараторыі прафесара Цю Міня ва Універсітэце Уэстлейка было вырашэнне менавіта гэтай праблемы — распрацоўка лазерных метадаў эфектыўнай рэзкі крышталяў SiC, што значна паляпшае выхад і зніжае выдаткі.
Падчас гэтага працэсу каманда таксама заўважыла яшчэ адну ўнікальную ўласцівасць чыстага SiC: уражлівы паказчык праламлення 2,65 і аптычную празрыстасць без легіравання — ідэальна падыходзіць для оптыкі дапоўненай рэальнасці.
Прарыў: тэхналогія дыфракцыйных хваляводаў
Ва Універсітэце УэстлейкаЛабараторыя нанафатонікі і прыборабудаваннякаманда спецыялістаў па оптыцы пачала вывучаць, як выкарыстоўваць карбід крэмнію ў лінзах з дапоўненай рэальнасцю (AR).
In AR на аснове дыфракцыйнага хвалявода, мініяцюрны праектар збоку акуляраў выпраменьвае святло па старанна распрацаванай траекторыі.Нанамаштабныя рашоткіна лінзе рассейваюць і накіроўваюць святло, адлюстроўваючы яго некалькі разоў, перш чым накіраваць яго дакладна ў вочы чалавека, які носіць.
Раней, з-занізкі паказчык праламлення шкла (каля 1,5–2,0), патрабуюцца традыцыйныя хваляводынекалькі складзеных слаёў— у выніку чаготоўстыя, цяжкія лінзыі непажаданыя візуальныя артэфакты, такія як «вясёлкавыя ўзоры», выкліканыя дыфракцыяй навакольнага святла. Ахоўныя вонкавыя пласты яшчэ больш павялічваюць аб'ём лінзы.
ЗЗвышвысокі паказчык праламлення SiC (2,65), аадзіны хваляводны пластцяпер дастаткова для паўнакаляровай візуалізацыі зКут зроку перавышае 80°—удвая перавышае магчымасці традыцыйных матэрыялаў. Гэта значна паляпшаепагружэнне і якасць выявыдля гульняў, візуалізацыі дадзеных і прафесійных прыкладанняў.
Акрамя таго, дакладныя канструкцыі рашотак і ультратонкая апрацоўка памяншаюць адцягваючыя ўвагі эфекты вясёлкі. У спалучэнні з карбідам крэмніювыключная цеплаправоднасць, лінзы могуць нават дапамагаць рассейваць цяпло, якое выпрацоўваецца кампанентамі дапоўненай рэальнасці, вырашаючы яшчэ адну праблему ў кампактных акулярах дапоўненай рэальнасці.
Пераасэнсаванне правілаў дызайну дапоўненай рэальнасці
Цікава, што гэты прарыў пачаўся з простага пытання прафесара Цю:«Ці сапраўды мае месца мяжа паказчыка праламлення 2,0?»
Гадамі ў галіны лічылася, што паказчыкі праламлення вышэй за 2,0 будуць выклікаць аптычныя скажэнні. Аспрэчыўшы гэтае меркаванне і выкарыстоўваючы карбід крэмнію, каманда адкрыла новыя магчымасці.
Цяпер прататып акуляраў AR з карбіду крэмнію —лёгкі, тэрмаўстойлівы, з крышталёва чыстым паўнакаляровым малюнкам— гатовыя парушыць сітуацыю на рынку.
Будучыня
У свеце, дзе дапоўненая рэальнасць неўзабаве зменіць наша ўспрыманне рэальнасці, гэтая гісторыя...ператварэнне рэдкай «касмічнай жамчужыны» ў высокапрадукцыйную аптычную тэхналогіюз'яўляецца сведчаннем чалавечай кемлівасці.
Ад замены алмазаў да прарыўнога матэрыялу для дапоўненай рэальнасці наступнага пакалення,карбід крэмніюсапраўды асвятляе шлях наперад.
Пра нас
МыXKH, вядучы вытворца, які спецыялізуецца на пласцінах з карбіду крэмнію (SiC) і крышталях SiC.
Дзякуючы перадавым вытворчым магчымасцям і шматгадоваму вопыту, мы пастаўляемвысокачыстыя матэрыялы SiCдля паўправаднікоў наступнага пакалення, оптаэлектронікі і новых тэхналогій дапоўненай/віртуальнай рэальнасці.
Акрамя прамысловага прымянення, XKH таксама вырабляекаштоўныя камяні прэміум-класа муасаніт (сінтэтычны карбід крэмнію)шырока выкарыстоўваюцца ў вытанчаных ювелірных вырабах дзякуючы свайму выключнаму бляску і трываласці.
Ці длясілавая электроніка, перадавая оптыка або раскошныя ювелірныя вырабыXKH пастаўляе надзейныя, высакаякасныя вырабы з карбіду крэмнію, каб задаволіць пастаянна зменлівыя патрэбы сусветных рынкаў.
Час публікацыі: 23 чэрвеня 2025 г.