Массовый карбид кремния для очков AR
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
| Пункт | SiC Optical Wafer |
| Диаметр | 99.5-100mm |
| Толщина | 500/700±10μm |
| Polytype | 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
| Пункт | 4H-SiC Optical Wafer |
| Диаметр | 150±0.2mm |
| Толщина | 500/700±10μm |
| Polytype | 4H |
| Surface Orientation | <0001> |
| Surface Orientation Off-Angle | 0°/1°/4°±0.5° |
| Notch Orientation | <1-100>±1° |
| Глубина выреза | 1~1.25mm |
| Угол выреза | 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
| Пункт | 4H-SiC Optical Wafer |
| Диаметр | 200±0.2mm |
| Толщина | 500/700±10μm |
| Polytype | 4H |
| Surface Orientation | <0001> |
| Surface Orientation Off-Angle | 0°/1°/4°±0.5° |
| Notch Orientation | <1-100>±1° |
| Глубина выреза | 1~1.25mm |
| Угол выреза | 90+5/-1° |
| LTV | ≤2μm（40*40mm） |
| TTV | ≤3μm |
| BOW | -5μm~5μm |
| деформироваться | ≤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 Дополненныйрреальность?
AR обеспечивает интерактивный опыт, объединяющий физический мир с компьютерными 3D-элементами. Этот контент может задействовать различные сенсорные модальности, такие как зрение, звук, осязание, проприоцепция и обоняние. AR можно охарактеризовать тремя фундаментальными компонентами: интеграцией реальной и виртуальной сред, взаимодействием в реальном времени и точным трехмерным выравниванием виртуальных и физических объектов. Сенсорная информация, которая наслаивается сверху, может либо усиливать (т. е. дополнять естественную обстановку), либо затемнять (т. е. скрывать аспекты естественной среды). В результате AR является важнейшей технологией в спектре реальности и виртуальности. Недавно были успешно изготовлены AR-очки на основе карбида кремния, а использование SiC представляет собой значительный прогресс в технологии AR, сочетающий в себе долговечность, оптические характеристики и комфорт пользователя, открывая путь для будущего развития устройств дополненной реальности.
3. Why Use Bulk Silicon Carbide Wafer to Fabricate AR Glasses?
Причины использования объемной монокристаллической пластины SiC для изготовления AR-очков объясняются с точки зрения оптической прозрачности, высокого показателя преломления, термической стабильности и устойчивости к высоким температурам, механической прочности, износостойкости и т. д.
3.1 оптический Тпрозрачностьобъемного карбида кремния
Объемный кристалл карбида кремния имеет чрезвычайно низкий коэффициент поглощения в широком спектральном диапазоне, что обеспечивает эффективную оптическую передачу. Материалы из карбида кремния демонстрируют стабильные оптические характеристики и не склонны к оптическим артефактам или рассеянному свету, как некоторые стеклянные материалы. Они могут отображать более чистые и точные изображения, уменьшать визуальные помехи и повышать визуальный комфорт пользователя. Эта функция делает его особенно подходящим для применения в оптических волноводах в очках AR, поскольку очкам AR необходимо передавать высококачественные виртуальные изображения при различных условиях освещения. Прозрачность SiC тесно связана с его кристаллической структурой. Среди обычно используемых кристаллических структур карбида кремния 4H-SiC и 6H-SiC стали наиболее широко используемыми структурными типами в оптических устройствах из-за их большой ширины запрещенной зоны и низкого коэффициента поглощения света.
3.2ВысокийрпреломляющийяNDEXSiC
Материалы с высоким показателем преломления могут более эффективно достигать полного внутреннего отражения света, уменьшать утечку света во время распространения волновода и, таким образом, повышать эффективность оптической передачи. На длине волны 1550 нм показатель преломления карбида кремния составляет около 2,6, что имеет существенные преимущества перед традиционными оптическими волноводными материалами, такими как стекло (1,5) и LiNbO3(2,3). Этот высокий показатель преломления позволяет волноводам из объемного SiC более плотно ограничивать оптические сигналы, уменьшать потери мод и обеспечивать более высокую яркость и разрешение для модулей дисплея в очках AR. Полупроводниковый материал карбид кремния имеет низкий коэффициент поглощения света в широком спектральном диапазоне, включая видимую и ближнюю инфракрасную области. Для очков AR это означает, что они могут поддерживать многополосный оптический дисплей, гарантируя, что устройство сможет обеспечивать четкие и яркие виртуальные изображения при различных условиях освещения.
3.3ТермальныйпсвойстваМонокристаллSiC
Карбид кремния обладает превосходными термическими свойствами, включая высокую теплопроводность и высокую температуру плавления. Эти характеристики позволяют карбиду кремния сохранять оптическую стабильность в высокотемпературных средах.
3.4МеханическийSсила иWухо рesistanceобъемного SiC
Твердость карбида кремния по шкале Мооса достигает 9,5, уступая только алмазу, и он обладает чрезвычайно высокой механической прочностью и износостойкостью. По сравнению с другими материалами оптических волноводов карбид кремния имеет значительные преимущества в устойчивости к внешним физическим воздействиям и износу под воздействием окружающей среды.
3.5 Good Processing Performance on Bulk Silicon Carbide
Материалы из карбида кремния могут быть получены с помощью различных методов обработки, таких как осаждение из паровой фазы, синтез диоксида кремния с восстановлением углерода и т. д., которые могут удовлетворить сложные требования к форме и размеру очков виртуальной реальности и обеспечить высокоточную обработку для обеспечения качества и производительности очков виртуальной реальности. линзы. Кроме того, изготовление пластин из карбида кремния по индивидуальному заказу может осуществляться в соответствии с различными требованиями к устройствам виртуальной реальности и требованиями к дизайну, такими как регулировка показателя преломления, толщины, формы и других параметров для удовлетворения индивидуальных потребностей различных пользователей.
4. Advantages of SiC Optical Waveguide
Оптические волноводы из карбида кремния (SiC) получают все большее признание за свои превосходные характеристики в приложениях дополненной реальности (AR). Уникальные свойства SiC не только улучшают визуальное восприятие, но и решают ряд технических проблем, с которыми сталкиваются традиционные материалы. В этом разделе освещаются основные преимущества, которые делают волноводы SiC привлекательным выбором для оптических дисплеев следующего поколения.
4.1 LАРГЕр FполеVМЭНи более четкое качество изображения
Благодаря большому полю зрения однослойные волноводы из карбида кремния могут обеспечивать более полноцветное изображение, чем традиционные стеклянные волноводы с высоким показателем преломления, как показано на рис. 1. Волноводы из карбида кремния могут обеспечивать более широкое поле зрения, улучшая погружение пользователя.
Рис. 1 Принципиальная схема принципа отражения оптического волновода
4.2 Эффективный OоптическийDжаемое
Опираясь на расширенное поле зрения, эффективные возможности оптического отображения волноводов из карбида кремния еще больше оптимизируют работу пользователя. Высокий показатель преломления и низкие потери волноводов из карбида кремния значительно улучшают возможности оптического отображения AR-очков. Модуль дисплея очков AR должен обеспечивать четкое виртуальное изображение в сложных оптических средах. Материалы из карбида кремния могут поддерживать более высокую яркость и контрастность при передаче света, гарантируя, что пользователи смогут получать стабильное визуальное восприятие в различных средах. Низкие дисперсионные характеристики материалов из карбида кремния могут уменьшить искажения изображения и улучшить его качество, особенно для голографических изображений и видеодисплеев с высоким разрешением.
4.3 Миниатюризация иLвзвешивание
В связи с тенденцией к миниатюризации и облегчению очков AR традиционные материалы волноводов сталкиваются с проблемой уменьшения размера и веса при одновременном достижении эффективного оптического отображения. Высокий показатель преломления объемного карбида кремния позволяет ему передавать больше оптических сигналов в меньших геометрических структурах, поэтому толщину его волновода можно уменьшить без ущерба для оптических характеристик. Это означает, что производители могут создавать более легкие очки AR для повышения комфорта пользователя.
4.4 термический Mуправление иЧАСкайф пАуэр
В очки AR интегрируется все больше функций, включая дисплей высокой яркости, высокоскоростной процессор и мощную батарею, что предъявляет более высокие требования к терморегулированию устройств. Теплопроводность карбидокремниевого материала чрезвычайно высока, намного выше, чем у традиционных материалов волновода, что означает, что он может более эффективно рассеивать тепло из области источника света и предотвращать ухудшение характеристик волновода из-за перегрева. Кроме того, высокая температурная стабильность и стойкость к окислению карбидокремниевых материалов позволяют им сохранять надежность и стабильность в течение длительного времени в приложениях с источниками света высокой мощности, продлевая срок службы оборудования.
Если вам нужны пластины SiC для исследований или промышленного применения, свяжитесь с нами по электронной почте:[email protected] и [email protected].