يمكن في كثير من الأحيان النظر إلى تاريخ التكنولوجيا البشرية باعتباره سعياً دؤوباً نحو "التحسينات" - وهي أدوات خارجية تعمل على تضخيم القدرات الطبيعية.
على سبيل المثال، كانت النار بمثابة جهاز هضمي إضافي، مُحررةً طاقةً أكبر لنمو الدماغ. أما الراديو، الذي وُلد في أواخر القرن التاسع عشر، فقد أصبح بمثابة حبل صوتي خارجي، يسمح للأصوات بالانتقال بسرعة الضوء عبر العالم.
اليوم،الواقع المعزز (AR)لقد برزت التكنولوجيا باعتبارها "عينًا خارجية" - تربط بين العالمين الافتراضي والواقعي، وتغير الطريقة التي نرى بها محيطنا.
مع ذلك، ورغم الوعود المبكرة، تأخر تطور الواقع المعزز عن التوقعات. ويعتزم بعض المبتكرين تسريع هذا التحول.
في 24 سبتمبر، أعلنت جامعة ويستليك عن تحقيق تقدم كبير في تكنولوجيا عرض الواقع المعزز.
عن طريق استبدال الزجاج أو الراتينج التقليدي بـكربيد السيليكون (SiC)لقد طوروا عدسات الواقع المعزز فائقة الرقة وخفيفة الوزن - حيث يبلغ وزن كل منها فقط2.7 جرامو فقطسمكها 0.55 ملم—أرق من النظارات الشمسية التقليدية. العدسات الجديدة تُمكّن أيضًاشاشة عرض كاملة الألوان ذات مجال رؤية واسع (FOV)والتخلص من "آثار قوس قزح" سيئة السمعة التي تعيب نظارات الواقع المعزز التقليدية.
هذا الابتكار يمكن أنإعادة تشكيل تصميم نظارات الواقع المعززوتقريب الواقع المعزز إلى الاستخدام الجماعي من قبل المستهلكين.
قوة كربيد السيليكون
لماذا تختار كربيد السيليكون لعدسات الواقع المعزز؟ بدأت القصة عام ١٨٩٣، عندما اكتشف العالم الفرنسي هنري مويسان بلورةً لامعةً في عينات نيزك من أريزونا، مصنوعةً من الكربون والسيليكون. تُعرف هذه المادة الشبيهة بالجواهر اليوم باسم مويسانايت، وهي محبوبةٌ لمعامل انكسارها العالي ولمعانها مقارنةً بالماس.
في منتصف القرن العشرين، برز كربيد السيليكون (SiC) كجيل جديد من أشباه الموصلات. وقد جعلته خصائصه الحرارية والكهربائية الفائقة ذا قيمة لا تُقدر بثمن في المركبات الكهربائية، ومعدات الاتصالات، والخلايا الشمسية.
مقارنةً بأجهزة السيليكون (بحد أقصى 300 درجة مئوية)، تعمل مكونات كربيد السيليكون (SiC) عند درجات حرارة تصل إلى 600 درجة مئوية بتردد أعلى بعشر مرات وكفاءة طاقة أعلى بكثير. كما تُساعد موصليتها الحرارية العالية على التبريد السريع.
يُعدّ كربيد السيليكون الاصطناعي نادرًا طبيعيًا، ويوجد بشكل رئيسي في النيازك، وهو صعب الإنتاج ومكلف. يتطلب نمو بلورة بقطر 2 سم فقط فرنًا يعمل على درجة حرارة 2300 درجة مئوية لمدة سبعة أيام. بعد النمو، تُصعّب صلابة المادة الشبيهة بالماس عملية القطع والمعالجة.
في الواقع، كان التركيز الأصلي لمختبر البروفيسور تشيو مين في جامعة ويستليك هو حل هذه المشكلة على وجه التحديد - تطوير تقنيات تعتمد على الليزر لتقطيع بلورات SiC بكفاءة، مما يحسن العائد بشكل كبير ويخفض التكاليف.
خلال هذه العملية، لاحظ الفريق أيضًا خاصية فريدة أخرى لـ SiC النقي: مؤشر انكسار مثير للإعجاب يبلغ 2.65 ووضوح بصري عندما لا يكون مشوبًا - وهو مثالي لبصريات الواقع المعزز.
الاختراق: تقنية الموجات الموجهة الحيودية
في جامعة ويستليكمختبر النانوفوتونيات والأجهزةبدأ فريق من المتخصصين في البصريات في استكشاف كيفية الاستفادة من SiC في عدسات الواقع المعزز.
In الواقع المعزز القائم على الموجات الحيودية، يقوم جهاز عرض صغير على جانب النظارات بإصدار الضوء من خلال مسار تم تصميمه بعناية.شبكات النانوعلى العدسة، يتم تشتيت الضوء وتوجيهه، حيث يعكسه عدة مرات قبل توجيهه بدقة إلى عيون مرتديه.
في السابق، بسببمؤشر الانكسار المنخفض للزجاج (حوالي 1.5-2.0)، الموجهات الموجية التقليدية مطلوبةطبقات متعددة مكدسة-مما أدى إلىعدسات سميكة وثقيلةوالتشوهات البصرية غير المرغوب فيها، مثل "أنماط قوس قزح" الناتجة عن حيود الضوء البيئي. أُضيفت طبقات خارجية واقية إلى حجم العدسة.
معمؤشر الانكسار العالي للغاية لـ SiC (2.65)، أطبقة موجهة واحدةأصبح الآن كافياً للتصوير بالألوان الكاملة معمجال الرؤية يتجاوز 80 درجة—مضاعفة قدرات المواد التقليدية. وهذا يُحسّن بشكل كبيرالانغماس وجودة الصورةللألعاب وتصور البيانات والتطبيقات المهنية.
علاوة على ذلك، تعمل تصميمات الشبكات الدقيقة والمعالجة فائقة الدقة على تقليل تأثيرات قوس قزح المشتتة. وبدمجها مع كربيد السيليكون،موصلية حرارية استثنائيةويمكن للعدسات أيضًا أن تساعد في تبديد الحرارة الناتجة عن مكونات الواقع المعزز - مما يحل تحديًا آخر في نظارات الواقع المعزز المدمجة.
إعادة النظر في قواعد تصميم الواقع المعزز
ومن المثير للاهتمام أن هذا الاختراق بدأ بسؤال بسيط من البروفيسور تشيو:"هل حد معامل الانكسار 2.0 صحيح حقًا؟"
لسنوات، افترضت الصناعة أن معاملات الانكسار التي تزيد عن 2.0 تُسبب تشوهات بصرية. بتحدي هذا الاعتقاد والاستفادة من كربيد السيليكون، فتح الفريق آفاقًا جديدة.
الآن، النموذج الأولي لنظارات الواقع المعزز المصنوعة من كربيد السيليكون—خفيف الوزن، مستقر حرارياً، مع تصوير كامل الألوان واضح للغاية- مستعدون لتعطيل السوق.
المستقبل
في عالم حيث سيعمل الواقع المعزز قريبًا على إعادة تشكيل كيفية رؤيتنا للواقع، هذه القصةتحويل "جوهرة فضائية نادرة" إلى تقنية بصرية عالية الأداءوهي شهادة على الإبداع البشري.
من بديل للماس إلى مادة رائدة للواقع المعزز من الجيل التالي،كربيد السيليكونإنه حقا ينير الطريق إلى الأمام.
معلومات عنا
نحنإكس كيه إتش، الشركة الرائدة المتخصصة في رقائق كربيد السيليكون (SiC) وبلورات SiC.
بفضل قدرات الإنتاج المتقدمة وخبرتنا الممتدة لسنوات، فإننا نوفرمواد SiC عالية النقاءللجيل القادم من أشباه الموصلات، والإلكترونيات البصرية، وتقنيات الواقع المعزز والافتراضي الناشئة.
بالإضافة إلى التطبيقات الصناعية، تنتج شركة XKH أيضًاأحجار مويسانيتي فاخرة (سيليكون كربيد صناعي)، تستخدم على نطاق واسع في المجوهرات الفاخرة بسبب بريقها ومتانتها الاستثنائية.
سواء كان لالإلكترونيات القوية، أو البصريات المتقدمة، أو المجوهرات الفاخرةتقدم شركة XKH منتجات SiC موثوقة وعالية الجودة لتلبية الاحتياجات المتطورة للأسواق العالمية.
وقت النشر: ٢٣ يونيو ٢٠٢٥