Технология микроструйного лазера расширяет возможности развития индустрии AR-очков из карбида кремния

I. Предыстория развития

По мере постепенной интеграции технологии дополненной реальности (AR) в повседневную жизнь, рынок AR-очков испытывает стремительный рост. Инновации в материалах и технологиях обработки стали ключевыми факторами этого прогресса. Интеграция технологии микроструйного лазера с материалами из карбида кремния (SiC) революционизирует индустрию AR-очков.

II. Синергетические преимущества, стимулирующие развитие отрасли

1. Ценность SiC в AR-приложениях

Карбид кремния (SiC) обладает огромным потенциалом в AR-линзах благодаря своим уникальным оптическим и физическим свойствам. Обладая высоким показателем преломления (2,65–2,73), легким весом, исключительной прочностью и превосходной теплопроводностью, SiC обеспечивает более широкие углы обзора (до 80°) по сравнению с традиционными стеклянными линзами, обеспечивая захватывающий визуальный опыт. Кроме того, он способствует созданию более тонких конструкций линз, одновременно повышая четкость изображения. Однако чрезвычайная твердость и хрупкость SiC создают проблемы для традиционной механической обработки, часто приводя к повреждению материала и ухудшению качества линз.

2. Основные преимущества технологии микроструйного лазера и практические результаты

Технология микроструйного лазера (Laser MicroJet) использует струю воды высокого давления для направления лазерных лучей, сочетая водяное охлаждение и промывку для достижения «холодной обработки» SiC. Доказанные преимущества включают:

• Точность: Ширина реза до 30–80 мкм, с шероховатостью поверхности до Ra ≤ 1 мкм, что соответствует строгим наномасштабным требованиям AR-линз.
• Низкое термическое воздействие: Вода быстро рассеивает тепло, сводя к минимуму термическое напряжение и микротрещины, обеспечивая долгосрочную надежность.
• Универсальность: Способность обрабатывать прямые углы, сложные формы и ультратонкие компоненты, адаптируясь к различным конструкциям AR-волноводов.

Пример из практики:

4-дюймовый кристалл SiC высокой чистоты (толщиной 21 мм) был обработан с использованием пятиосевой системы микроструйного лазера, успешно разрезав пластину линзы толщиной 0,65 мм (Рисунок 1). Оценка после обработки подтвердила:

Рисунок 1 Обработка контура AR-очков

1. Безупречные края: Отсутствие термических повреждений, сколов или трещин (Рисунок 2).
2. Шероховатость поверхности: Ra = 0,662 мкм (Рисунок 3).
3. Оптическая четкость: После полировки линза достигла полной прозрачности, соответствующей спецификациям AR.

Рисунок 2 Резка AR-линзы из кристалла карбида кремния

Эта технология значительно улучшила светопропускание и тонкость, одновременно оптимизируя эффективность производства за счет автоматизации, повышая конкурентоспособность отрасли.

Рисунок 3 Испытание шероховатости поверхности реза

Рисунок 4 Полированные пластины из карбида кремния (см. эффект)

III. Рыночный спрос и сотрудничество в производственной цепочке

1. Взрывной рост рынка AR-очков

Исследование рынка предсказывает 2025 год как ключевой год для AR, при этом ожидается, что поставки оборудования в Китае вырастут до 20,88 миллионов единиц (CAGR: 103,4%). Являясь основным компонентом для захватывающих AR-впечатлений, спрос на линзы из SiC резко возрастет. Технология микроструйного лазера повышает эффективность производства, снижая затраты по сравнению с традиционными проволочными пилами, прокладывая путь к массовому внедрению в потребительских AR-устройствах.

2. Прорывы в отечественной производственной цепочке

Китайские компании добились успехов в области оборудования для микроструйных лазеров и обработки SiC:

• Индивидуальные пластины SiC (например, TankeBlue) соответствуют спецификациям AR-линз.
• Базы данных процессов для твердых/хрупких материалов (включая SiC) поддерживают масштабируемое производство.
• Интеграция с CAD/CAM и автоматизация на основе искусственного интеллекта ускоряют циклы исследований и разработок.

SiC 4H-SEMI Type от ZMSH

IV. Будущие тенденции и вызовы

1. Технологические достижения и межотраслевые приложения

• Лазеры большей мощности: Повышенная эффективность с минимизацией зон термического воздействия.
• Оптимизация на основе искусственного интеллекта: Настройка параметров в реальном времени для повышения производительности.
• Расширенные приложения: Например, теплоотводы из алмаза для терморегулирования AR.

2. Вызовы и стратегии отрасли

• Снижение затрат: Масштабирование производства и оптимизация цепочек поставок.
• Стандартизация: Единые эталоны обработки для обеспечения совместимости.
• Устойчивость: Системы замкнутого цикла для сверхчистой воды для экологически чистого производства.

SiC 4H-SEMI Type от ZMSH

V. Перспективы

Технология микроструйного лазера в сочетании с SiC продвинет AR-очки к более тонким, четким и долговечным конструкциям. Помимо AR, эта синергия может изменить процесс прецизионной обработки в полупроводниках и медицинских устройствах. Благодаря отечественным технологическим прорывам и растущему спросу на AR, Китай готов возглавить этот развивающийся сектор, активизируя глобальную экосистему AR.

В заключение, конвергенция микроструйных лазеров и материалов SiC обладает преобразующим потенциалом для AR-очков. Совместные усилия будут ключом к преодолению вызовов и раскрытию рыночных возможностей.

ZMSH предоставляет комплексные решения для карбида кремния (SiC), предлагая высококачественные подложки размером от 2 до 12 дюймов с настраиваемой толщиной и политипами (4H/6H/3C-SiC). Наши комплексные услуги — от выращивания кристаллов до прецизионной обработки — обеспечивают надежные поставки для силовой электроники, РЧ-приложений и AR-приложений. Сотрудничайте с нами для получения индивидуальных решений SiC и технической поддержки.

SiC 4H-SEMI Type от ZMSH