Miwani ya AR ya Waveguide ya Silicon Carbide ya Kiwango cha Macho: Utayarishaji wa Viwanja vya Kuhami Nusu vya Usafi wa Hali ya Juu

Kinyume na hali ya nyuma ya mapinduzi ya AI, miwani ya Uhalisia Pepe inaingia kwenye ufahamu wa umma. Kama dhana inayochanganya kwa urahisi ulimwengu wa mtandaoni na halisi, miwani ya Uhalisia Pepe hutofautiana na vifaa vya Uhalisia Pepe kwa kuwaruhusu watumiaji kutambua picha zilizokadiriwa kidijitali na mwangaza wa mazingira kwa wakati mmoja. Ili kufikia utendakazi huu wa aina mbili—kukadiria taswira za onyesho dogo machoni huku tukihifadhi upitishaji wa mwanga wa nje—miwani ya AR yenye kiwango cha macho (SiC) hutumia usanifu wa waveguide (lightguide). Muundo huu huongeza uakisi kamili wa ndani ili kusambaza picha, zinazofanana na upitishaji wa nyuzi za macho, kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro wa mpangilio.

Kwa kawaida, sehemu ndogo ya inchi 6 ya usafi wa hali ya juu ya kuhami joto inaweza kutoa jozi 2 za glasi, wakati substrate ya inchi 8 inachukua jozi 3-4. Kupitishwa kwa vifaa vya SiC hutoa faida tatu muhimu:

1. Kielezo cha kipekee cha kuakisi (2.7): Huwasha >80° uga wa rangi kamili (FOV) kwa safu moja ya lenzi, kuondoa vizalia vya upinde wa mvua vinavyojulikana katika miundo ya kawaida ya Uhalisia Pepe.
2. Mwongozo wa wimbi uliojumuishwa wa rangi tatu (RGB): Huchukua nafasi ya safu za safu-nyingi za mwongozo wa wimbi, kupunguza ukubwa na uzito wa kifaa.
3. Uendeshaji wa hali ya juu wa joto (490 W/m·K): Hupunguza uharibifu wa macho unaosababishwa na mkusanyiko wa joto.

Sifa hizi zimesababisha mahitaji makubwa ya soko ya miwani ya Uhalisia Ulioboreshwa inayotumia SiC. SiC ya daraja la macho inayotumiwa kwa kawaida inajumuisha fuwele za juu-purity semi-insulating (HPSI), ambazo mahitaji yake magumu ya maandalizi huchangia gharama kubwa za sasa. Kwa hivyo, ukuzaji wa substrates za HPSI SiC ni muhimu.

1. Mchanganyiko wa Poda ya SiC ya Kuhami Nusu
Uzalishaji wa kiwango cha viwanda kwa kiasi kikubwa hutumia usanisi wa kujieneza kwa halijoto ya juu (SHS), mchakato unaohitaji udhibiti wa kina:

• Malighafi: 99.999% ya poda za kaboni/silicon zenye ukubwa wa 10–100 μm.
• Usafi mkubwa: Vipengele vya grafiti husafishwa kwa halijoto ya juu ili kupunguza uenezaji wa uchafu wa metali.
• Udhibiti wa angahewa: Argon ya 6N-purity (yenye visafishaji vya mstari) hukandamiza ujumuishaji wa nitrojeni; kufuatilia gesi za HCl/H₂ zinaweza kuletwa ili kuyusha misombo ya boroni na kupunguza nitrojeni, ingawa ukolezi wa H₂ unahitaji uboreshaji ili kuzuia kutu ya grafiti.
• Viwango vya vifaa: Tanuri za awali lazima zifikie <10⁻⁴ Pa msingi ombwe, na itifaki kali za kukagua uvujaji.

2. Changamoto za Ukuaji wa Kioo
Ukuaji wa HPSI SiC hushiriki mahitaji sawa ya usafi:

• Malisho: 6N+-purity SiC poda yenye B/Al/N <10¹⁶ cm⁻³, Fe/Ti/O chini ya kikomo, na metali chache za alkali (Na/K).
• Mifumo ya gesi: 6N mchanganyiko wa argon / hidrojeni huongeza upinzani.
• Vifaa: Pampu za molekuli huhakikisha utupu wa hali ya juu (<10⁻⁶ Pa); matibabu ya awali ya crucible na kusafisha nitrojeni ni muhimu.

Ubunifu wa Usindikaji wa Substrate
Ikilinganishwa na silicon, mizunguko ya ukuaji wa muda mrefu ya SiC na dhiki ya asili (kusababisha kupasuka / kukatwa kwa makali) kunahitaji usindikaji wa hali ya juu:

• Kukatwa kwa laser: Huongeza mavuno kutoka kaki 30 (350 μm, saw ya waya) hadi > kaki 50 kwa kila bonde la mm 20, na uwezo wa kukonda 200-μm. Muda wa kuchakata hupungua kutoka siku 10-15 (saha ya waya) hadi chini ya dakika 20/kaki kwa fuwele za inchi 8.

3. Ushirikiano wa Viwanda

Timu ya Meta ya Orion imeanzisha upitishaji wa mwongozo wa wimbi la SiC wa kiwango cha macho, na hivyo kuchochea uwekezaji wa R&D. Ushirikiano muhimu ni pamoja na:

• TankeBlue & MUDI Micro: Utengenezaji wa pamoja wa lenzi za mwongozo wa wimbi wa Uhalisia pepe.
• Jingsheng Mech, Longqi Tech, XREAL, & Kunyou Optoelectronics: Muungano wa kimkakati wa ushirikiano wa usambazaji wa AI/AR.

Makadirio ya soko yanakadiria vitengo 500,000 vya AR kulingana na SiC kila mwaka ifikapo 2027, hutumia substrates 250,000 za inchi 6 (au 125,000 inchi 8). Mwelekeo huu unasisitiza dhima ya kubadilisha ya SiC katika zana za uhalisia za uhalisia pepe za kizazi kijacho.

XKH imebobea katika kusambaza vidhibiti vya ubora wa juu vya 4H-semi-insulating (4H-SEMI) SiC vyenye vipenyo vinavyoweza kugeuzwa kukufaa kuanzia inchi 2 hadi inchi 8, vilivyoundwa ili kukidhi mahitaji mahususi ya programu katika RF, vifaa vya kielektroniki vya umeme na macho ya AR/VR. Nguvu zetu ni pamoja na usambazaji wa sauti unaotegemewa, uwekaji mapendeleo kwa usahihi (unene, uelekeo, umaliziaji wa uso), na uchakataji kamili wa ndani wa nyumba kutoka ukuaji wa fuwele hadi ung'alisi. Zaidi ya 4H-SEMI, pia tunatoa 4H-N-aina, 4H/6H-P-aina, na 3C-SiC substrates, kusaidia ubunifu wa semiconductor na optoelectronic mbalimbali.