كربيد السيليكون السائب لنظارات الواقع المعزز

Bulk silicon carbide (SiC) has become an emerging high-performance waveguide material due to its optical properties, mechanical strength, and thermal stability, especially suitable for use in augmented reality (AR) glasses, which have strict optical display requirements. PAM-XIAMEN can produce optical grade bulk SiC wafers for use as waveguide materials in AR glasses. For quotations, please contact our sales team at [email protected].

1. Specifications of Optical Grade SiC Wafers

1.1 4″ SiC Optical Wafer

بند	SiC Optical Wafer
Diameter	99.5-100mm
Thickness	500/700±10μm
متعدد الأنواع	4H
Surface Orientation	<0001>
Surface Orientation Off-Angle	0°/1°/4°±0.5°
Primary Flat Orientation	parallel to <11-20>±1°
Primary Flat Length	32.5±1.5mm
Secondary Flat Position	Si-face, 90° CW from primary flat ±5°
Secondary Flat Length	18±1.5mm
LTV*	≤1μm（40*40mm）
TTV*	≤2μm
BOW*	-5μm~5μm
Warp*	≤10μm
Micropipe Density*	≤0.1ea/cm2
Visible Carbon Density	None
Surface Finish	Double Side CMP
Surface Defects	10-5
Orange peel/pits/stains/striations/cracks/contamination*	None
Edge chips/indents/pinholes	None
Polytype areas	None
Roughness	Ra≤0.5nm(10*10μm）
Laser Marking	C-face, 1mm (from top edge)
Edge	Chamfer
Refractive Index	>2.65@589nm
Absorption	<0.5%@450-650nm
Haze	<0.3%@visible
Packaging	Epi-ready with nitrogen/vacuum packing, multi/single-wafer cassette
Notes: “NA” means no request; “*” requires EE3mm

 

1.2 6″ 4H-SiC Optical Substrate

بند	4H-SiC Optical Wafer
Diameter	150±0.2mm
Thickness	500/700±10μm
متعدد الأنواع	4H
Surface Orientation	<0001>
Surface Orientation Off-Angle	0°/1°/4°±0.5°
Notch Orientation	<1-100>±1°
Notch Depth	1~1.25mm
Notch Angle	90+5/-1°
LTV*	≤1.5μm（40*40mm）
TTV*	≤2.5μm
BOW*	-5μm~5μm
Warp*	≤10μm
Micropipe Density*	≤0.2ea/cm2
Visible Carbon Density	None
Surface Finish	Double Side CMP
Surface Defects	10-5
Orange peel/pits/stains/striations/cracks/contamination*	None
Edge chips/indents/pinholes	None
Polytype areas	None
Roughness	Ra≤0.5nm(10*10μm）
Laser Marking	C-face, SEMI font, notch position to the right
Edge	Chamfer
Refractive Index	>2.65@589nm
Absorption	<0.5%@450-650nm
Haze	<0.3%@visible
Packaging	Epi-ready with nitrogen/vacuum packing, multi/single-wafer cassette
Notes: “NA” means no request; “*” requires EE3mm

 

1.3 8″ Optical Grade 4H-SiC Substrate

بند	4H-SiC Optical Wafer
Diameter	200±0.2mm
Thickness	500/700±10μm
متعدد الأنواع	4H
Surface Orientation	<0001>
Surface Orientation Off-Angle	0°/1°/4°±0.5°
Notch Orientation	<1-100>±1°
Notch Depth	1~1.25mm
Notch Angle	90+5/-1°
LTV	≤2μm（40*40mm）
TTV	≤3μm
BOW	-5μm~5μm
Warp	≤15μm
Micropipe Density	≤1ea/cm2
Visible Carbon Density	None
Surface Finish	Double Side CMP
Surface Defects	10-5
Orange peel/pits/stains/striations/cracks/contamination*	None
Edge chips/indents/pinholes	None
Polytype areas	None
Roughness	Ra≤0.5nm(10*10μm）
Laser Marking	C-face, above the notch, SEMI Standard
Edge	Chamfer
Refractive Index	>2.65@589nm
Absorption	<0.5%@450-650nm
Haze	<0.3%@visible
Packaging	Epi-ready with nitrogen/vacuum packing, multi/single-wafer cassette
Notes: “NA” means no request; “*” requires EE3mm

2. What Is المعززةصالواقعية?

يوفر الواقع المعزز تجربة تفاعلية تدمج العالم المادي مع العناصر ثلاثية الأبعاد التي يتم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر. يمكن أن يستخدم هذا المحتوى طرائق حسية مختلفة، مثل البصر والصوت واللمس واستقبال الحس العميق والشم. يمكن أن يتميز الواقع المعزز بثلاثة مكونات أساسية: تكامل البيئات الحقيقية والافتراضية، والتفاعل في الوقت الحقيقي، والمحاذاة الدقيقة ثلاثية الأبعاد للأشياء الافتراضية والمادية. يمكن للمعلومات الحسية التي يتم وضعها في الأعلى أن تعزز (أي تضيف إلى البيئة الطبيعية) أو أن تكون غامضة (أي تخفي جوانب البيئة الطبيعية). ونتيجة لذلك، يعد الواقع المعزز تقنية بالغة الأهمية ضمن نطاق الواقع والافتراضية. في الآونة الأخيرة، تم إعداد نظارات الواقع المعزز القائمة على كربيد السيليكون بنجاح، ويمثل استخدام SiC تقدمًا كبيرًا في تقنية الواقع المعزز، حيث يجمع بين المتانة والأداء البصري وراحة المستخدم، مما يمهد الطريق للتطوير المستقبلي لأجهزة الواقع المعزز.

3. Why Use Bulk Silicon Carbide Wafer to Fabricate AR Glasses?

يتم شرح أسباب استخدام الرقاقة البلورية المفردة SiC لتصنيع نظارات AR من منظور الشفافية البصرية ومعامل الانكسار العالي والثبات الحراري وأداء مقاومة درجات الحرارة العالية والقوة الميكانيكية ومقاومة التآكل وما إلى ذلك.

3.1 بصري تالشفافيةمن كربيد السيليكون السائبة

تتميز بلورات كربيد السيليكون السائبة بمعامل امتصاص منخفض للغاية على نطاق طيفي واسع، مما يتيح النقل البصري الفعال. تتميز مواد كربيد السيليكون بأداء بصري مستقر وليست عرضة للمؤثرات البصرية أو الضوء الشارد مثل بعض المواد الزجاجية. يمكنها تقديم صور أكثر نقاءً ودقة، وتقليل التداخل البصري، وتحسين الراحة البصرية للمستخدم. هذه الميزة تجعلها مناسبة بشكل خاص لتطبيقات الدليل الموجي البصري في نظارات الواقع المعزز، حيث تحتاج نظارات الواقع المعزز إلى نقل صور افتراضية عالية الجودة في ظل ظروف الإضاءة المختلفة. ترتبط شفافية SiC ارتباطًا وثيقًا ببنيتها البلورية. من بين الهياكل البلورية كربيد السيليكون شائعة الاستخدام، أصبحت 4H-SiC و6H-SiC أكثر الأنواع الهيكلية استخدامًا في الأجهزة البصرية نظرًا لعرض فجوة النطاق الكبير ومعامل امتصاص الضوء المنخفض.

3.2عاليصانكساريأناndexمن كربيد

يمكن للمواد ذات معامل الانكسار العالي تحقيق الانعكاس الداخلي الكلي للضوء بشكل أكثر فعالية، وتقليل تسرب الضوء أثناء انتشار الدليل الموجي، وبالتالي تحسين كفاءة النقل البصري. عند الطول الموجي 1550 نانومتر، يبلغ معامل الانكسار لكربيد السيليكون حوالي 2.6، وهو ما يتمتع بمزايا كبيرة مقارنة بمواد الدليل الموجي البصري التقليدية مثل الزجاج (1.5) وLiNbO3 (2.3). يتيح مؤشر الانكسار العالي هذا للأدلة الموجية السائبة من SiC حصر الإشارات الضوئية بشكل أكثر إحكامًا، وتقليل فقدان الوضع، وتوفير سطوع ودقة أعلى لوحدات العرض في نظارات الواقع المعزز. تتمتع مادة أشباه الموصلات من كربيد السيليكون بمعامل امتصاص منخفض للضوء على نطاق طيفي واسع، بما في ذلك المنطقة المرئية والأشعة تحت الحمراء القريبة. بالنسبة لنظارات الواقع المعزز، هذا يعني أنها يمكن أن تدعم العرض البصري متعدد النطاقات، مما يضمن قدرة الجهاز على توفير صور افتراضية واضحة ومشرقة في ظل ظروف الإضاءة المختلفة.

3.3الحراريةصحبالكريستال واحدSiC

يتمتع كربيد السيليكون بخصائص حرارية ممتازة، بما في ذلك الموصلية الحرارية العالية ونقطة الانصهار العالية. تمكن هذه الخصائص كربيد السيليكون من الحفاظ على الاستقرار البصري في البيئات ذات درجات الحرارة العالية.

3.4ميكانيكيةسالقوة ودبليوأذنصالمقاومةمن السائبة كربيد السيليكا

تصل صلابة كربيد السيليكون وفقًا لموس إلى 9.5، وهي في المرتبة الثانية بعد الماس، كما أنها تتمتع بقوة ميكانيكية عالية للغاية ومقاومة للتآكل. بالمقارنة مع مواد الدليل الموجي البصري الأخرى، يتمتع كربيد السيليكون بمزايا كبيرة في مقاومة التأثيرات الفيزيائية الخارجية والتآكل البيئي.

3.5 Good Processing Performance on Bulk Silicon Carbide

يمكن تشكيل مواد كربيد السيليكون من خلال تقنيات المعالجة المختلفة، مثل ترسيب البخار، وتخليق ثاني أكسيد السيليكون، وما إلى ذلك، والتي يمكن أن تلبي متطلبات الشكل والحجم المعقدة لنظارات الواقع الافتراضي وتحقيق معالجة عالية الدقة لضمان الجودة والأداء. العدسات. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تنفيذ الإنتاج المخصص لرقائق كربيد السيليكون وفقًا لمتطلبات أجهزة الواقع الافتراضي المختلفة ومتطلبات التصميم، مثل ضبط معامل الانكسار والسمك والشكل والمعلمات الأخرى لتلبية الاحتياجات الشخصية لمختلف المستخدمين.

4. Advantages of SiC Optical Waveguide

يتم الاعتراف بشكل متزايد بأدلة الموجات الضوئية من كربيد السيليكون (SiC) لأدائها المتفوق في تطبيقات الواقع المعزز (AR). لا تعمل الخصائص الفريدة لـ SiC على تعزيز التجربة البصرية فحسب، بل تعالج أيضًا العديد من التحديات التقنية التي تواجهها المواد التقليدية. يسلط هذا القسم الضوء على المزايا الأساسية التي تجعل أدلة الموجات SiC خيارًا مقنعًا لشاشات العرض الضوئية من الجيل التالي.

4.1 Lشحنص Fمجالالخامسرأيوجودة صورة أوضح

من مجال الرؤية الكبير، يمكن للأدلة الموجية من كربيد السيليكون أحادية الطبقة أن تدعم تصويرًا بالألوان الكاملة أكثر من الأدلة الموجية التقليدية المصنوعة من الزجاج عالي الانكسار، كما هو موضح في الشكل 1. يمكن أن توفر الأدلة الموجية من كربيد السيليكون مجال رؤية أوسع، مما يعزز انغماس المستخدم.

الشكل 1: رسم تخطيطي لمبدأ انعكاس الدليل الموجي البصري

4.2 فعالياpticalدcom.isplay

بناءً على مجال الرؤية المحسّن، تعمل إمكانات العرض البصري الفعالة للموجهات الموجية من كربيد السيليكون على تحسين تجربة المستخدم. يعمل مؤشر الانكسار العالي وخصائص الفقد المنخفض لأدلة موجة كربيد السيليكون على تحسين قدرة العرض البصري لنظارات الواقع المعزز بشكل كبير. تحتاج وحدة العرض الخاصة بنظارات الواقع المعزز إلى توفير صور افتراضية واضحة في البيئات البصرية المعقدة. يمكن لمواد كربيد السيليكون أن تدعم سطوعًا وتباينًا أعلى في نقل الضوء، مما يضمن حصول المستخدمين على تجربة بصرية متسقة في بيئات مختلفة. خاصة بالنسبة للصور الثلاثية الأبعاد وشاشات الفيديو عالية الدقة، فإن خصائص التشتت المنخفضة لمواد كربيد السيليكون يمكن أن تقلل من تشويه الصورة وتحسن جودة الصورة.

4.3 التصغير ولاموزن الوزن

مع الاتجاه نحو تصغير نظارات الواقع المعزز ووزنها الخفيف، تواجه مواد الدليل الموجي التقليدية عنق الزجاجة المتمثل في كيفية تقليل الحجم والوزن مع تحقيق عرض بصري فعال. إن معامل الانكسار العالي لكربيد السيليكون يمكّنه من نقل المزيد من الإشارات الضوئية في هياكل هندسية أصغر، لذلك يمكن تصميم سماكة الدليل الموجي بشكل أرق دون التضحية بالأداء البصري. وهذا يعني أن الشركات المصنعة يمكنها تصميم المزيد من نظارات الواقع المعزز خفيفة الوزن لتعزيز راحة المستخدم.

4.4 الحراريةمالإدارة وحIGH صزهرة

يتم دمج المزيد والمزيد من الوظائف في نظارات الواقع المعزز، بما في ذلك شاشة العرض عالية السطوع والمعالج عالي السرعة والبطارية عالية الطاقة، مما يضع متطلبات أعلى على الإدارة الحرارية للأجهزة. الموصلية الحرارية لمادة كربيد السيليكون عالية للغاية، أعلى بكثير من مواد الدليل الموجي التقليدية، مما يعني أنها يمكن أن تبدد الحرارة بشكل أكثر فعالية من منطقة مصدر الضوء وتمنع تدهور أداء الدليل الموجي بسبب ارتفاع درجة الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، فإن استقرار درجة الحرارة العالية ومقاومة الأكسدة لمواد كربيد السيليكون تمكنها من الحفاظ على الموثوقية والاستقرار لفترة طويلة في تطبيقات مصادر الضوء عالية الطاقة، مما يطيل عمر خدمة المعدات.

سواء كنت بحاجة إلى رقائق SiC للبحث أو للتطبيقات الصناعية، يرجى الاتصال بنا عبر البريد الإلكتروني على[email protected] و [email protected].