Históriu ľudskej technológie možno často vnímať ako neúnavné úsilie o „vylepšenia“ – externé nástroje, ktoré zosilňujú prirodzené schopnosti.
Napríklad oheň slúžil ako „doplnkový“ tráviaci systém, ktorý uvoľňoval viac energie pre vývoj mozgu. Rádio, ktoré vzniklo koncom 19. storočia, sa stalo „vonkajšou hlasivkou“, ktorá umožňovala hlasom cestovať rýchlosťou svetla po celej zemeguli.
Dnes,AR (rozšírená realita)sa objavuje ako „vonkajšie oko“ – premosťuje virtuálny a reálny svet a mení spôsob, akým vnímame svoje okolie.
Napriek počiatočným sľubom však vývoj rozšírenej reality zaostáva za očakávaniami. Niektorí inovátori sú odhodlaní túto transformáciu urýchliť.
24. septembra Westlake University oznámila kľúčový prielom v technológii AR displejov.
Nahradením tradičného skla alebo živicekarbid kremíka (SiC)vyvinuli ultratenké a ľahké AR šošovky – každá s hmotnosťou len2,7 gramua ibahrúbka 0,55 mm—tenšie ako bežné slnečné okuliare. Nové šošovky tiež umožňujúplnofarebný displej so širokým zorným poľom (FOV)a eliminovať notoricky známe „dúhové artefakty“, ktoré trápia konvenčné AR okuliare.
Táto inovácia by mohlaprepracovať dizajn AR okuliarova priblížiť AR k masovému prijatiu spotrebiteľmi.
Sila karbidu kremíka
Prečo si vybrať karbid kremíka pre AR šošovky? Príbeh sa začína v roku 1893, keď francúzsky vedec Henri Moissan objavil brilantný kryštál vo vzorkách meteoritu z Arizony – vyrobený z uhlíka a kremíka. Tento materiál podobný drahokamu, dnes známy ako moissanit, je obľúbený pre svoj vyšší index lomu a brilantnosť v porovnaní s diamantmi.
V polovici 20. storočia sa SiC objavil aj ako polovodič novej generácie. Jeho vynikajúce tepelné a elektrické vlastnosti ho urobili neoceniteľným v elektrických vozidlách, komunikačných zariadeniach a solárnych článkoch.
V porovnaní s kremíkovými zariadeniami (max. 300 °C) pracujú SiC súčiastky až pri teplote 600 °C s 10-krát vyššou frekvenciou a oveľa vyššou energetickou účinnosťou. Jeho vysoká tepelná vodivosť tiež napomáha rýchlemu chladeniu.
Prirodzene vzácny – nachádza sa najmä v meteoritoch – je umelá výroba SiC náročná a nákladná. Pestovanie kryštálu s priemerom iba 2 cm vyžaduje sedemdňovú prevádzku pece s teplotou 2300 °C. Po vypestovaní materiál vďaka svojej tvrdosti podobnej diamantu sťažuje rezanie a spracovanie.
V skutočnosti bolo pôvodným zameraním laboratória profesora Qiu Mina na Westlake University vyriešiť práve tento problém – vyvinúť laserové techniky na efektívne rezanie kryštálov SiC, čím sa dramaticky zlepší výťažok a znížia náklady.
Počas tohto procesu si tím všimol aj ďalšiu jedinečnú vlastnosť čistého SiC: pôsobivý index lomu 2,65 a optickú čistotu bez prídavku – ideálne pre AR optiku.
Prielom: Technológia difrakčného vlnovodu
Na Westlake UniversityLaboratórium nanofotoniky a inštrumentácieTím špecialistov na optiku začal skúmať, ako využiť SiC v objektívoch s rozšírenou realitou (AR).
In AR na báze difrakčného vlnovodu, miniatúrny projektor na boku okuliarov vyžaruje svetlo starostlivo navrhnutou dráhou.Nanorozmerné mriežkyna šošovke rozptyľujú a vedú svetlo, pričom ho niekoľkokrát odrážajú a potom ho presne nasmerujú do očí nositeľa.
Predtým, kvôlinízky index lomu skla (približne 1,5 – 2,0), sú potrebné tradičné vlnovodyviacero naskladaných vrstiev— výsledkom čoho jehrubé, ťažké šošovkya nežiaduce vizuálne artefakty, ako napríklad „dúhové vzory“ spôsobené difrakciou environmentálneho svetla. Ochranné vonkajšie vrstvy ďalej zvyšujú objem šošovky.
SUltravysoký index lomu SiC (2,65), ajedna vrstva vlnovoduteraz postačuje na plnofarebné zobrazovanie sZorné pole presahuje 80°—zdvojnásobuje schopnosti konvenčných materiálov. To dramaticky zvyšujeponorenie a kvalita obrazupre hry, vizualizáciu dát a profesionálne aplikácie.
Presné mriežkové návrhy a ultrajemné spracovanie navyše redukujú rušivé dúhové efekty. V kombinácii s SiCvýnimočná tepelná vodivosť, šošovky môžu dokonca pomôcť rozptýliť teplo generované komponentmi AR, čím riešia ďalší problém v oblasti kompaktných AR okuliarov.
Prehodnotenie pravidiel AR dizajnu
Je zaujímavé, že tento prielom sa začal jednoduchou otázkou profesora Qiua:„Naozaj platí limit indexu lomu 2,0?“
Roky sa v tomto odvetví predpokladalo, že indexy lomu nad 2,0 spôsobia optické skreslenie. Spochybnením tohto presvedčenia a využitím SiC tím odhalil nové možnosti.
Teraz prototyp okuliarov SiC AR –ľahký, tepelne stabilný, s krištáľovo čistým farebným obrazom—sú pripravení narušiť trh.
Budúcnosť
Vo svete, kde AR čoskoro zmení spôsob, akým vnímame realitu, tento príbeh...premena vzácneho „vesmírneho klenotu“ na vysokovýkonnú optickú technológiuje dôkazom ľudskej vynaliezavosti.
Od náhrady diamantov k prelomovému materiálu pre rozšírenú realitu novej generáciekarbid kremíkaskutočne osvetľuje cestu vpred.
O nás
SmeXKH, popredný výrobca špecializujúci sa na doštičky z karbidu kremíka (SiC) a kryštály SiC.
Vďaka pokročilým výrobným možnostiam a dlhoročným skúsenostiam dodávamevysoko čistých materiálov SiCpre polovodiče novej generácie, optoelektroniku a vznikajúce technológie AR/VR.
Okrem priemyselných aplikácií spoločnosť XKH vyrába ajprémiové drahokamy Moissanit (syntetický SiC), široko používané v jemných šperkoch pre ich výnimočný lesk a odolnosť.
Či už prevýkonová elektronika, pokročilá optika alebo luxusné šperkySpoločnosť XKH dodáva spoľahlivé a vysoko kvalitné produkty SiC, ktoré spĺňajú vyvíjajúce sa potreby globálnych trhov.
Čas uverejnenia: 23. júna 2025