De geschiedenis van de menselijke technologie kan vaak worden gezien als een meedogenloze zoektocht naar ‘verbeteringen’: externe hulpmiddelen die natuurlijke mogelijkheden versterken.
Vuur diende bijvoorbeeld als een 'extra' spijsverteringsstelsel, waardoor er meer energie vrijkwam voor de ontwikkeling van de hersenen. De radio, ontstaan aan het einde van de 19e eeuw, werd een 'externe stemband', waardoor stemmen met de snelheid van het licht over de hele wereld konden reizen.
Vandaag,AR (Augmented Reality)ontwikkelt zich tot een ‘extern oog’ dat de virtuele en de echte wereld met elkaar verbindt en de manier waarop we onze omgeving zien, verandert.
Ondanks de aanvankelijke beloften blijft de evolutie van AR achter bij de verwachtingen. Sommige innovators zijn vastbesloten deze transformatie te versnellen.
Op 24 september kondigde Westlake University een belangrijke doorbraak in AR-displaytechnologie aan.
Door traditioneel glas of hars te vervangen doorsiliciumcarbide (SiC)ontwikkelden ze ultradunne en lichtgewicht AR-lenzen, die elk slechts2,7 gramen alleen0,55 mm dik—dunner dan een typische zonnebril. De nieuwe lenzen maken het ook mogelijkbreed gezichtsveld (FOV) full-color displayen de beruchte 'regenboogartefacten' elimineren die conventionele AR-brillen teisteren.
Deze innovatie zou kunnenherontwerp van AR-brillenen AR dichter bij de massale acceptatie door de consument brengen.
De kracht van siliciumcarbide
Waarom kiezen voor siliciumcarbide voor AR-lenzen? Het verhaal begint in 1893, toen de Franse wetenschapper Henri Moissan een schitterend kristal ontdekte in meteorietmonsters uit Arizona – gemaakt van koolstof en silicium. Dit edelsteenachtige materiaal, tegenwoordig bekend als moissaniet, is geliefd vanwege zijn hogere brekingsindex en schittering in vergelijking met diamanten.
Halverwege de 20e eeuw kwam SiC ook op de markt als een halfgeleider van de volgende generatie. De superieure thermische en elektrische eigenschappen maakten het van onschatbare waarde in elektrische voertuigen, communicatieapparatuur en zonnecellen.
Vergeleken met siliciumcomponenten (maximaal 300 °C) werken SiC-componenten bij temperaturen tot 600 °C met een 10x hogere frequentie en een veel hogere energie-efficiëntie. De hoge thermische geleidbaarheid draagt ook bij aan snelle afkoeling.
Kunstmatige SiC-productie is van nature zeldzaam en wordt voornamelijk aangetroffen in meteorieten. Het is moeilijk en kostbaar om een kristal van slechts 2 cm te laten groeien. Een oven van 2300 °C is zeven dagen nodig om te draaien. Na de groei maakt de diamantachtige hardheid van het materiaal het snijden en verwerken een uitdaging.
Eigenlijk lag de focus van het laboratorium van prof. Qiu Min aan de Westlake University juist op het oplossen van dit probleem: het ontwikkelen van lasertechnieken om SiC-kristallen efficiënt te snijden, de opbrengst drastisch te verhogen en de kosten te verlagen.
Tijdens dit proces ontdekte het team ook een andere unieke eigenschap van zuiver SiC: een indrukwekkende brekingsindex van 2,65 en optische helderheid zonder dotering, ideaal voor AR-optica.
De doorbraak: diffractieve golfgeleidertechnologie
Aan de Westlake UniversiteitNanofotonica en Instrumentatie Lab, begon een team van optische specialisten te onderzoeken hoe SiC kon worden gebruikt in AR-lenzen.
In diffractieve golfgeleider-gebaseerde AR, een miniatuurprojector aan de zijkant van de bril zendt licht uit via een zorgvuldig ontworpen pad.Nano-schaal roostersop de lens buigen en geleiden het licht, waarbij het meerdere keren wordt weerkaatst voordat het precies in de ogen van de drager wordt gericht.
Vroeger, vanwegelage brekingsindex van glas (ongeveer 1,5–2,0), traditionele golfgeleiders vereistmeerdere gestapelde lagen-resulterend indikke, zware lenzenen ongewenste visuele artefacten zoals "regenboogpatronen" veroorzaakt door diffractie van omgevingslicht. Beschermende buitenlagen droegen verder bij aan de lensomvang.
MetDe ultrahoge brekingsindex van SiC (2,65), Aenkele golfgeleiderlaagis nu voldoende voor full-color-beeldvorming met eenGezichtsveld groter dan 80°—verdubbel de mogelijkheden van conventionele materialen. Dit verbetert de mogelijkheden aanzienlijk.immersie en beeldkwaliteitvoor gaming, datavisualisatie en professionele toepassingen.
Bovendien verminderen nauwkeurige roosterontwerpen en ultrafijne verwerking storende regenboogeffecten. Gecombineerd met SiC'suitzonderlijke thermische geleidbaarheidkunnen de lenzen zelfs helpen de warmte af te voeren die wordt gegenereerd door AR-componenten, wat een andere uitdaging van compacte AR-brillen oplost.
De regels van AR-ontwerp heroverwegen
Interessant genoeg begon deze doorbraak met een simpele vraag van Prof. Qiu:“Geldt de brekingsindexlimiet van 2,0 echt?”
Jarenlang werd in de industrie aangenomen dat een brekingsindex boven de 2,0 optische vervorming zou veroorzaken. Door deze overtuiging te betwisten en SiC te benutten, ontsloot het team nieuwe mogelijkheden.
Nu is er het prototype van de SiC AR-bril—lichtgewicht, thermisch stabiel, met kristalheldere full-color beelden—zijn klaar om de markt te verstoren.
De toekomst
In een wereld waarin AR binnenkort de manier waarop we de realiteit zien, zal veranderen, is dit verhaal vanhet omzetten van een zeldzame “ruimte-geboren juweel” in hoogwaardige optische technologiegetuigt van menselijke vindingrijkheid.
Van een vervanger voor diamanten tot een baanbrekend materiaal voor AR van de volgende generatie,siliciumcarbideverlicht werkelijk de weg voorwaarts.
Over ons
Wij zijnXKH, een toonaangevende fabrikant die gespecialiseerd is in siliciumcarbide (SiC)-wafers en SiC-kristallen.
Met geavanceerde productiemogelijkheden en jarenlange expertise leveren wijSiC-materialen met hoge zuiverheidvoor halfgeleiders van de volgende generatie, opto-elektronica en opkomende AR/VR-technologieën.
Naast industriële toepassingen produceert XKH ookpremium Moissanite edelstenen (synthetisch SiC), die veel gebruikt worden in fijne sieraden vanwege hun uitzonderlijke glans en duurzaamheid.
Of het nu voorvermogenselektronica, geavanceerde optica of luxe sieradenXKH levert betrouwbare, hoogwaardige SiC-producten die voldoen aan de veranderende behoeften van wereldwijde markten.
Plaatsingstijd: 23 juni 2025