Cacbua silic số lượng lớn cho kính 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
| Mục | SiC Optical Wafer |
| Đường kính | 99.5-100mm |
| Độ dày | 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° |
| Chiều dài phẳng chính | 32.5±1.5mm |
| Secondary Flat Position | Si-face, 90° CW from primary flat ±5° |
| Chiều dài phẳng thứ cấp | 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） |
| Đánh dấu bằng laze | 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
| Mục | 4H-SiC Optical Wafer |
| Đường kính | 150±0.2mm |
| Độ dày | 500/700±10μm |
| POLYTYPE | 4H |
| Surface Orientation | <0001> |
| Surface Orientation Off-Angle | 0°/1°/4°±0.5° |
| Notch Orientation | <1-100>±1° |
| Độ sâu khía | 1~1.25mm |
| Góc khía | 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） |
| Đánh dấu bằng laze | 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
| Mục | 4H-SiC Optical Wafer |
| Đường kính | 200±0.2mm |
| Độ dày | 500/700±10μm |
| POLYTYPE | 4H |
| Surface Orientation | <0001> |
| Surface Orientation Off-Angle | 0°/1°/4°±0.5° |
| Notch Orientation | <1-100>±1° |
| Độ sâu khía | 1~1.25mm |
| Góc khía | 90+5/-1° |
| LTV | ≤2μm（40*40mm） |
| TTV | ≤3μm |
| CÂY CUNG | -5μm~5μm |
| Làm cong | ≤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） |
| Đánh dấu bằng laze | 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 tăng cườngRthực chất?
AR cung cấp trải nghiệm tương tác kết hợp thế giới vật lý với các phần tử 3D do máy tính tạo ra. Nội dung này có thể sử dụng nhiều phương thức cảm giác khác nhau, chẳng hạn như thị giác, âm thanh, xúc giác, cảm nhận và khứu giác. AR có thể được đặc trưng bởi ba thành phần cơ bản: sự tích hợp của môi trường thực và ảo, tương tác thời gian thực và căn chỉnh 3D chính xác của các vật thể ảo và vật lý. Thông tin giác quan được xếp lên trên có thể nâng cao (tức là bổ sung vào bối cảnh tự nhiên) hoặc che khuất (tức là che giấu các khía cạnh của môi trường tự nhiên). Do đó, AR là một công nghệ quan trọng trong phạm vi thực tế và ảo. Gần đây, kính AR dựa trên cacbua silic số lượng lớn đã được chế tạo thành công và việc sử dụng SiC thể hiện sự tiến bộ đáng kể trong công nghệ AR, kết hợp độ bền, hiệu suất quang học và sự thoải mái của người dùng, mở đường cho sự phát triển trong tương lai của các thiết bị thực tế tăng cường.
3. Why Use Bulk Silicon Carbide Wafer to Fabricate AR Glasses?
Lý do tại sao sử dụng tấm wafer đơn tinh thể SiC số lượng lớn để chế tạo kính AR được giải thích từ các khía cạnh về độ trong suốt quang học, chỉ số khúc xạ cao, độ ổn định nhiệt và hiệu suất chịu nhiệt độ cao, độ bền cơ học và khả năng chống mài mòn, v.v.
3.1 Quang họcTsự minh bạchcacbua silic số lượng lớn
Tinh thể cacbua silic số lượng lớn có hệ số hấp thụ cực thấp trên dải phổ rộng, cho phép truyền quang hiệu quả. Vật liệu cacbua silic thể hiện hiệu suất quang học ổn định và không dễ bị tạo tác quang học hoặc ánh sáng lạc như một số vật liệu thủy tinh. Chúng có thể hiển thị hình ảnh tinh khiết và chính xác hơn, giảm nhiễu thị giác và cải thiện sự thoải mái cho thị giác của người dùng. Tính năng này khiến nó đặc biệt phù hợp với các ứng dụng ống dẫn sóng quang trong kính AR, vì kính AR cần truyền hình ảnh ảo chất lượng cao trong nhiều điều kiện ánh sáng khác nhau. Độ trong suốt của SiC có liên quan chặt chẽ đến cấu trúc tinh thể của nó. Trong số các cấu trúc tinh thể cacbua silic thường được sử dụng, 4H-SiC và 6H-SiC đã trở thành loại cấu trúc được sử dụng rộng rãi nhất trong các thiết bị quang học do độ rộng vùng cấm lớn và hệ số hấp thụ ánh sáng thấp.
3.2CaoRkhúc xạTôichỉ sốcủa SiC
Các vật liệu có chiết suất cao có thể đạt được sự phản xạ toàn phần của ánh sáng một cách hiệu quả hơn, giảm sự rò rỉ ánh sáng trong quá trình truyền dẫn ống dẫn sóng và do đó cải thiện hiệu suất truyền quang. Ở bước sóng 1550 nm, chiết suất của cacbua silic là khoảng 2,6, có lợi thế đáng kể so với các vật liệu dẫn sóng quang học truyền thống như thủy tinh (1,5) và LiNbO3(2,3). Chỉ số khúc xạ cao này cho phép các ống dẫn sóng SiC số lượng lớn hạn chế tín hiệu quang chặt chẽ hơn, giảm mất chế độ và cung cấp độ sáng và độ phân giải cao hơn cho mô-đun hiển thị trong kính AR. Vật liệu bán dẫn cacbua silic có hệ số hấp thụ ánh sáng thấp trên dải phổ rộng, bao gồm cả vùng nhìn thấy đến vùng cận hồng ngoại. Đối với kính AR, điều này có nghĩa là chúng có thể hỗ trợ hiển thị quang học đa băng tần, đảm bảo thiết bị có thể cung cấp hình ảnh ảo rõ và sáng trong các điều kiện ánh sáng khác nhau.
3.3nhiệtPthuộc tính củaTinh thể đơnSiC
Cacbua silic có đặc tính nhiệt tuyệt vời, bao gồm độ dẫn nhiệt cao và điểm nóng chảy cao. Những đặc điểm này cho phép cacbua silic duy trì độ ổn định quang học trong môi trường nhiệt độ cao.
3.4Cơ khíSsức mạnh vàWtaiRsự kháng cựcủa SiC số lượng lớn
Độ cứng Mohs của cacbua silic đạt 9,5, chỉ đứng sau kim cương và có độ bền cơ học và khả năng chống mài mòn cực cao. So với các vật liệu ống dẫn sóng quang học khác, cacbua silic có ưu điểm đáng kể trong việc chống lại các tác động vật lý bên ngoài và mài mòn môi trường.
3.5 Good Processing Performance on Bulk Silicon Carbide
Vật liệu cacbua silic có thể được hình thành thông qua các kỹ thuật xử lý khác nhau, chẳng hạn như lắng đọng hơi, tổng hợp silicon dioxide khử carbon, v.v., có thể đáp ứng các yêu cầu về hình dạng và kích thước phức tạp của kính VR và đạt được xử lý có độ chính xác cao để đảm bảo chất lượng và hiệu suất của kính VR. các ống kính. Ngoài ra, việc sản xuất tấm silicon cacbua tùy chỉnh có thể được thực hiện theo các yêu cầu thiết kế và yêu cầu khác nhau của thiết bị VR, chẳng hạn như điều chỉnh chỉ số khúc xạ, độ dày, hình dạng và các thông số khác để đáp ứng nhu cầu cá nhân hóa của những người dùng khác nhau.
4. Advantages of SiC Optical Waveguide
Ống dẫn sóng quang học cacbua silic (SiC) ngày càng được công nhận nhờ hiệu suất vượt trội trong các ứng dụng thực tế tăng cường (AR). Các đặc tính độc đáo của SiC không chỉ nâng cao trải nghiệm hình ảnh mà còn giải quyết một số thách thức kỹ thuật mà các vật liệu truyền thống gặp phải. Phần này nêu bật những ưu điểm chính khiến ống dẫn sóng SiC trở thành lựa chọn hấp dẫn cho màn hình quang học thế hệ tiếp theo.
4.1 Ltính tiềnr Flĩnh vực củaVôivà chất lượng hình ảnh rõ ràng hơn
Từ trường nhìn rộng, ống dẫn sóng silicon cacbua một lớp có thể hỗ trợ hình ảnh đầy đủ màu sắc hơn so với ống dẫn sóng thủy tinh có chiết suất cao truyền thống, như trong Hình 1. Ống dẫn sóng SiC có thể cung cấp trường nhìn rộng hơn, nâng cao khả năng hòa nhập của người dùng.
Hình 1 Sơ đồ nguyên lý phản xạ ống dẫn sóng quang
4.2 Có hiệu quảÔiquang họcDchơi
Dựa trên trường quan sát nâng cao, khả năng hiển thị quang học hiệu quả của ống dẫn sóng cacbit silicon sẽ tối ưu hóa hơn nữa trải nghiệm của người dùng. Chỉ số khúc xạ cao và đặc tính tổn thất thấp của ống dẫn sóng cacbua silic giúp nâng cao đáng kể khả năng hiển thị quang học của kính AR. Mô-đun hiển thị của kính AR cần cung cấp hình ảnh ảo rõ ràng trong môi trường quang học phức tạp. Vật liệu cacbua silic có thể hỗ trợ độ sáng và độ tương phản cao hơn khi truyền ánh sáng, đảm bảo người dùng có thể có trải nghiệm hình ảnh nhất quán trong nhiều môi trường khác nhau. Đặc biệt đối với hình ảnh ba chiều và màn hình video có độ phân giải cao, đặc tính phân tán thấp của vật liệu cacbua silic có thể làm giảm độ méo hình ảnh và cải thiện chất lượng hình ảnh.
4.3 Thu nhỏ vàLgiảm cân
Với xu hướng thu nhỏ và làm nhẹ kính AR, các vật liệu ống dẫn sóng truyền thống phải đối mặt với trở ngại về cách giảm kích thước và trọng lượng trong khi vẫn đạt được khả năng hiển thị quang học hiệu quả. Chỉ số khúc xạ cao của cacbua silic số lượng lớn cho phép nó truyền nhiều tín hiệu quang hơn trong các cấu trúc hình học nhỏ hơn, do đó độ dày ống dẫn sóng của nó có thể được thiết kế mỏng hơn mà không làm giảm hiệu suất quang học. Điều này có nghĩa là các nhà sản xuất có thể thiết kế kính AR nhẹ hơn để nâng cao sự thoải mái cho người dùng.
4.4 nhiệtMquản lý vàHigh Pnợ
Ngày càng có nhiều chức năng được tích hợp vào kính AR, bao gồm màn hình độ sáng cao, bộ xử lý tốc độ cao và pin năng lượng cao, điều này đặt ra yêu cầu cao hơn về việc quản lý nhiệt của thiết bị. Độ dẫn nhiệt của vật liệu cacbua silic cực kỳ cao, cao hơn nhiều so với vật liệu ống dẫn sóng truyền thống, nghĩa là nó có thể tản nhiệt hiệu quả hơn từ khu vực nguồn sáng và ngăn chặn sự suy giảm hiệu suất của ống dẫn sóng do quá nóng. Ngoài ra, độ ổn định nhiệt độ cao và khả năng chống oxy hóa của vật liệu cacbua silic cho phép chúng duy trì độ tin cậy và ổn định trong thời gian dài trong các ứng dụng nguồn sáng công suất cao, kéo dài tuổi thọ của thiết bị.
Cho dù bạn cần tấm wafer SiC để nghiên cứu hay cho các ứng dụng công nghiệp, vui lòng liên hệ với chúng tôi qua email tại[email protected] và [email protected].