تجزیه و تحلیل موج های کربید سیلیکون AR: یک دیدگاه طراحی

​پیشرفت های مواد اغلب کل صنایع را به ارتفاعات جدید بالا می برد، حتی مرزهای تکنولوژیکی جدید را برای بشریت باز می کند. ظهور سیلیکون دوران نیمه هادی و محاسبات را تغییر داد،ایجاد پایه برای زندگی مبتنی بر سیلیکونآیا کربید سیلیکون (SiC) نیز می تواند موج های AR را به ارتفاع های بی سابقه ای برساند؟ اجازه دهید ابتدا طراحی موج را بررسی کنیم.

تنها با درک الزامات سطح سیستم می توانیم جهت بهینه سازی مواد را روشن کنیم. معماری موج هدایت شده AR کلاسیک از دکتر Tapani Levola از فنلاند سرچشمه گرفته است،نمونه ای از مایکروسافت هولو لنزاین موج راهنما شامل سه منطقه است: دانش آموز ورودی، دانش آموز گسترش و دانش آموز خروج. فنلاند ها در توسعه موج راهنما AR نقش اساسی داشته اند.از نوکیا به هولو لنز و شرکت های بعدی مانند Dispelix.

** اصول طراحی موج راهنما:**

1. ** منطقه ی داخل بوهان:** نور ورودی از موتور نوری از طریق شبکه ها به پایه (شیش، SiC یا رزین) متصل می شود.نور در صورت برخورد زاویه های برخورد با آستانه های بحرانی تحت بازتاب داخلی (TIR) قرار می گیرد.، محدود کردن آن در داخل پایه برای انتقال به دانش آموز گسترش.
2. ** منطقه گسترش بوهان:** نور به صورت افقی (محور X) تکرار می شود و به سمت بوهان خروج گسترش می یابد.
3. ** منطقه ی خروجی بوهان:** نور به صورت عمودی (محور Y) تکرار می شود و در نهایت از موج راهنما به چشم انسان خارج می شود.هدف از هدایت موج AR این است که این "دیسک" را به نسخه های متعدد تکثیر کند.در حالت ایده آل، این نسخه ها به صورت یکپارچه همپوشانی می شوند تا یک میدان نور یکنواخت و درخشان با رنگ و روشنایی ثابت در سراسر سطح را تشکیل دهند.تضمین یکنواخت دید بدون در نظر گرفتن موقعیت نگاه.

**تفکرات طراحی کلیدی برای موج های AR:**

• **FOV (میدان دید):** اندازه صفحه نمایش درک شده توسط کاربران را تعیین می کند و بر طراحی موتور نوری تأثیر می گذارد.
• ** Eyebox:** اطمینان از دید کامل تصویر در محدوده حرکات سر کاربر، که بر راحتی تاثیر می گذارد.
• **معادلات اضافی:** شامل یکسانی روشنایی/رنگ، MTF (وظیفه انتقال مدولاسیون) و ادغام سیستم.

فرآیند طراحی موج هدایت کننده AR به طور معمول شامل:

1. تعریف شرایط FOV و جعبه چشم.
2. انتخاب یک معماری موج هدایت.
3. تعیین متغیرها/هدف های بهینه سازی
4. اصلاح تکراری از طریق شبیه سازی و آزمایش.

چرا کربید سیلیکون مهم است:​
برای عملکرد هدایت موج، نمودار ویکتور k-vector wavevector بسیار مهم است که حالت های گسترش نور را بر اساس طول موج و زاویه نقشه برداری می کند. مربع مرکزی FOV نور ورودی را نشان می دهد،در حالی که حلقه نشان دهنده حداکثر FOV پشتیبانی شده توسط شاخص انشقاق ماده موجمواد با شاخص های شکنندگی بالاتر (به عنوان مثال، SiC) مرز بیرونی را گسترش می دهند و امکان FOV های گسترده تری را فراهم می کنند.

هر شبکه یک ویکتور موج اضافی را روی نور ورودی قرار می دهد و موقعیت آن را در حلقه بسته به طول موج تغییر می دهد.پیاده سازی های RGB تک تراشه با کاهش FOV در مقایسه با سیستم های تک رنگ به دلیل پراکندگی مواجه می شوند.

** جایگزین مواد با شاخص بازتاب بالا:**

1. **FV Stitching:** معماری هایی مانند Hololens Butterfly FOV را از طریق شبکه های جانبی به دو قسمت تقسیم می کنند و بعداً آنها را در بیننده خروج دوباره ترکیب می کنند.این رویکرد امکان می دهد که FOV های بزرگ حتی با مواد با شاخص پایین (eاز جمله شیشه ای با شاخص شکستگی 1.8). هولولنس 2 با استفاده از این روش بیش از 50 درجه FOV را به دست آورد.
2. ** طرح های شبکه 2D:** گسترش بیشتر پتانسیل FOV از طریق الگوهای پیشرفته.

**منافع SiC:**
در حالی که شیشه ای با شاخص انشقاق بالا (به عنوان مثال 1.8) در حال حاضر بدون مشکل 50 ° FOV را پشتیبانی می کند ، SiC مقیاس پذیری برتر را برای FOV های بیش از 60 ° ارائه می دهد. طراحان به دلیل انعطاف پذیری آن ، SiC را ترجیح می دهند.اما کاربران نهایی اولویت عملکرد را دارند.، هزینه، قابلیت حمل و انتقال و بلوغ. انتخاب مواد در نهایت به تیم های محصول بستگی دارد که نیازهای برنامه، قیمت گذاری، مشخصات و آمادگی زنجیره تامین را متعادل می کنند.

** مهم ترین نکات: **

1. شیشه با شاخص انشقاق بالا برای 50°+ FOV در کاربردهای اصلی کافی است.
2. SiC برای رسیدن به 60°+ FOV ضروری می شود.

مواد در سطح قطعات انتخاب می شوند، عملکردهای سیستم و در نهایت کاربران را از طریق محصولات خدمت می کنند. تصمیم گیری نیاز به بررسی جامع سناریوها، عوامل فرم، معماری ها دارد.,قطعات و مواد

ZMSH به خوبی مجهز به ارائه وافرهای کربید سیلیکون (SiC) با کیفیت بالا است که نیازهای پیشرفته تکنولوژی شیشه های AR را برآورده می کند. با رسانایی حرارتی استثنایی، وضوح نوری،و قدرت مکانیکی، وافرهای SiC ZMSH برای استفاده در موج راهنمای AR ایده آل هستند، که باعث می شود لنزهای بسیار نازک و سبک وزن با تبعید گرما برتر و قابلیت های نمایش کامل رنگ.دستگاه های AR می توانند عملکرد بهتری را به دست آورند، ارائه مناطق نمایش بزرگتر و بهبود راحتی کاربر. وافرهای SiC ما با توجه به بالاترین استانداردهای صنعت تولید می شوند و ZMSH را به یک شریک قابل اعتماد برای برنامه های کاربردی AR پیشرفته تبدیل می کنند.

سی سی وفر - درجه اصلی ساختگی برای نیمه هادی