Análisis de las guías de onda de carburo de silicio AR: una perspectiva de diseño

- ¿ Qué?Los avances en los materiales a menudo elevan industrias enteras a nuevas alturas, incluso desbloqueando nuevas fronteras tecnológicas para la humanidad.sentando las bases para la vida basada en el silicio¿Podría el carburo de silicio (SiC) propulsar de manera similar las guías de onda AR a alturas sin precedentes?

Sólo entendiendo los requisitos a nivel del sistema podemos aclarar las direcciones de optimización de materiales.ejemplificado por Microsoft HoloLensEn la actualidad, la mayoría de los estudios de investigación sobre el uso de las ondas AR se centran en el uso de las ondas AR.de Nokia a HoloLens y más tarde a compañías como Dispelix.

**Básicos del diseño de la guía de ondas:**

1. ** Zona de la pupila de entrada:** La luz entrante del motor óptico se acopla a la base (vidrio, SiC o resina) a través de rejillas.la luz sufre reflexión interna total (TIR) cuando los ángulos de incidencia alcanzan los umbrales críticos, confinándolo dentro de la base para su transmisión a la pupila de expansión.
2. ** Zona de expansión de la pupila:** La luz se replica horizontalmente (eje X) y se propaga hacia la pupila de salida.
3. ** Zona de salida de la pupila:** La luz se replica verticalmente (eje Y), y finalmente sale de la guía de ondas al ojo humano." el objetivo de la guía de ondas AR es replicar este "disco" en copias múltiples (eIdealmente, estas réplicas se superponen perfectamente para formar un campo de luz uniforme de alta luminosidad con un color y un brillo consistentes en toda la superficie,garantizar la uniformidad visual independientemente de la posición de la mirada.

** Consideraciones clave para el diseño de las guías de ondas AR:**

• **FOV (Campo de visión):** Determina el tamaño de pantalla percibido por los usuarios e influye en el diseño del motor óptico.
• ** Eyebox:** Garantiza una visibilidad completa de la imagen dentro de los rangos de movimiento de la cabeza del usuario, lo que afecta la comodidad.
• **Métricas adicionales:** Incluyendo uniformidad de brillo/color, MTF (función de transferencia de modulación) e integración del sistema.

El proceso de diseño de la guía de onda AR generalmente implica:

1. Definición de los requisitos de FOV y eyebox.
2. Seleccionando una arquitectura de guía de ondas.
3. Establecimiento de variables/objetivos de optimización.
4. Refinamiento iterativo a través de simulación y pruebas.

Por qué el carburo de silicio importa:- ¿ Qué?
Critical para el rendimiento de la guía de ondas es el k-vector diagrama vectorial de ondas, que mapea los modos de propagación de la luz basados en la longitud de onda y el ángulo.mientras que el anillo indica el FOV máximo soportado por el índice de refracción del material guía de ondasLos materiales con índices de refracción más altos (por ejemplo, SiC) amplían el límite exterior, lo que permite FOV más amplios.

Cada rejilla superpone un vector de onda adicional sobre la luz entrante, cambiando su posición dentro del anillo dependiendo de la longitud de onda.Las implementaciones RGB de un solo chip se enfrentan a una FOV reducida en comparación con los sistemas monocromáticos debido a la dispersión.

**Alternativas a los materiales con alto índice de refracción:**

1. **FOV Stitching:** Arquitecturas como Hololens Butterfly dividen el FOV en dos partes a través de rejillas laterales, luego recombinándolos en la pupila de salida.Este enfoque permite grandes FOV incluso con materiales de bajo índice (e.g., vidrio con un índice de refracción de ~ 1.8) Hololens 2 logró más de 50 ° FOV utilizando este método.
2. ** Diseños de rejillas 2D:** Ampliar aún más el potencial de FOV a través de patrones avanzados.

** Ventajas del SiC:**
Mientras que el vidrio de alto índice de refracción (por ejemplo, 1.8) actualmente soporta 50 ° FOV sin dificultad, el SiC ofrece una escalabilidad superior para FOVs superiores a 60 °. Los diseñadores prefieren el SiC por su flexibilidad,Pero los usuarios finales priorizan el rendimientoLa selección del material depende en última instancia de los equipos de productos que equilibren las necesidades de la aplicación, los precios, las especificaciones y la preparación de la cadena de suministro.

** Las cosas clave: **

1. El vidrio de alto índice de refracción es suficiente para 50 ° + FOV en aplicaciones convencionales.
2. SiC se vuelve esencial para lograr 60 ° + FOVs.

Los materiales son opciones a nivel de componentes, que sirven a las funciones del sistema y, en última instancia, a los usuarios a través de los productos.,componentes y materiales.

ZMSH está bien equipada para proporcionar obleas de carburo de silicio (SiC) de alta calidad que cumplen con los requisitos avanzados de la tecnología de lentes AR.y resistencia mecánica, las obleas de SiC de ZMSH son ideales para su uso en guías de onda AR, lo que permite lentes ultra delgadas y ligeras con una disipación de calor superior y capacidades de visualización a todo color.Los dispositivos de RA pueden lograr un rendimiento mejoradoNuestras obleas de SiC se fabrican para cumplir con los más altos estándares de la industria, lo que convierte a ZMSH en un socio confiable para aplicaciones de realidad aumentada de vanguardia.

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