AR стакла од силициум-карбид со оптички квалитет на брановодни материјали: Подготовка на полуизолациски подлоги со висока чистота

Наспроти позадината на револуцијата во вештачката интелигенција, AR очилата постепено влегуваат во јавната свест. Како парадигма што беспрекорно ги спојува виртуелниот и реалниот свет, AR очилата се разликуваат од VR уредите по тоа што им овозможуваат на корисниците истовремено да согледуваат и дигитално проектирани слики и амбиентална светлина. За да се постигне оваа двојна функционалност - проектирање слики од микродисплеј во очите, а воедно да се зачува надворешниот пренос на светлина - AR очилата базирани на оптички силициум карбид (SiC) користат брановодна (светловодна) архитектура. Овој дизајн ја користи целосната внатрешна рефлексија за пренос на слики, аналогно на преносот преку оптички влакна, како што е илустрирано на шематскиот дијаграм.

Типично, една полуизолациона подлога со висока чистота од 6 инчи може да даде 2 пара стакла, додека подлога од 8 инчи може да собере 3–4 пара. Усвојувањето на SiC материјали дава три клучни предности:

1. Исклучителен индекс на прекршување (2,7): Овозможува видно поле (FOV) во боја од >80° со еден слој на леќата, елиминирајќи ги артефактите во боја на виножитото кои се вообичаени кај конвенционалните AR дизајни.
2. Интегриран тробоен (RGB) брановод: Ги заменува повеќеслојните брановодни стекови, намалувајќи ја големината и тежината на уредот.
3. Супериорна топлинска спроводливост (490 W/m·K): Го ублажува оптичкото влошување предизвикано од акумулација на топлина.

Овие заслуги доведоа до силна побарувачка на пазарот за AR очила базирани на SiC. Оптичкиот SiC што се користи обично се состои од полуизолациски (HPSI) кристали со висока чистота, чии строги барања за подготовка придонесуваат за моменталните високи трошоци. Следствено, развојот на HPSI SiC подлоги е клучен.

1. Синтеза на полуизолационен SiC прав
Индустриското производство претежно користи саморазмножувачка синтеза на висока температура (SHS), процес што бара прецизна контрола:

• Суровини: 99,999% чисти јаглеродни/силициумски прашоци со големина на честички од 10–100 μm.
• Чистота на садот: Графитните компоненти се подложуваат на прочистување на висока температура за да се минимизира дифузијата на метални нечистотии.
• Контрола на атмосферата: аргон со чистота од 6N (со вградени прочистувачи) го потиснува вградувањето на азот; може да се внесат траги од HCl/H₂ гасови за да се испарат соединенијата на бор и да се намали азотот, иако концентрацијата на H₂ бара оптимизација за да се спречи корозија на графит.
• Стандарди за опрема: Печките за синтеза мора да постигнат основен вакуум од <10⁻⁴ Pa, со ригорозни протоколи за проверка на протекувања.

2. Предизвици за раст на кристали
Растот на HPSI SiC има слични барања за чистота:

• Суровина: SiC прав со чистота 6N+ со B/Al/N <10¹⁶ cm⁻³, Fe/Ti/O под граничните вредности и минимални алкални метали (Na/K).
• Гасни системи: Мешавините од 6N аргон/водород ја зголемуваат отпорноста.
• Опрема: Молекуларните пумпи обезбедуваат ултра висок вакуум (<10⁻⁶ Pa); претходната обработка на садот и прочистувањето со азот се од клучно значење.

Иновации за обработка на подлоги
Во споредба со силиконот, продолжените циклуси на раст на SiC и вродениот стрес (што предизвикува пукање/откршување на рабовите) бараат напредна обработка:

• Ласерско сечење: Го зголемува приносот од 30 плочки (350 μm, жичана пила) на >50 плочки на 20 mm болус, со потенцијал за истенчување од 200 μm. Времето на обработка се намалува од 10-15 дена (жичана пила) на <20 минути/плоча за кристали од 8 инчи.

3. Индустриски соработки

Тимот на Мета, „Орион“, е пионер во усвојувањето на оптички SiC брановоди, поттикнувајќи инвестиции во истражување и развој. Клучните партнерства вклучуваат:

• TankeBlue и MUDI Micro: Заеднички развој на AR дифрактивни брановодни леќи.
• Jingsheng Mech, Longqi Tech, XREAL и Kunyou Optoelectronics: Стратешки сојуз за интеграција на синџирот на снабдување со вештачка интелигенција/AR.

Пазарните проекции проценуваат 500.000 AR единици базирани на SiC годишно до 2027 година, кои ќе трошат 250.000 6-инчни (или 125.000 8-инчни) подлоги. Оваа траекторија ја нагласува трансформативната улога на SiC во AR оптиката од следната генерација.

XKH е специјализирана за снабдување со висококвалитетни 4H-полуизолациски (4H-SEMI) SiC подлоги со прилагодливи дијаметри кои се движат од 2 до 8 инчи, прилагодени за да ги задоволат специфичните барања за примена во RF, енергетска електроника и AR/VR оптика. Нашите предности вклучуваат сигурно снабдување со волумен, прецизно прилагодување (дебелина, ориентација, завршна обработка на површината) и целосна внатрешна обработка од раст на кристали до полирање. Освен 4H-SEMI, нудиме и 4H-N-тип, 4H/6H-P-тип и 3C-SiC подлоги, поддржувајќи разновидни полупроводнички и оптоелектронски иновации.