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संवर्धित वास्तविकता (एआर) प्रौद्योगिकी के तेजी से विकास के साथ, एआर के एक महत्वपूर्ण वाहक के रूप में स्मार्ट चश्मा धीरे-धीरे अवधारणा से वास्तविकता में स्थानांतरित हो रहे हैं।स्मार्ट चश्मे को व्यापक रूप से अपनाने के लिए अभी भी कई तकनीकी चुनौतियों का सामना करना पड़ रहा हैहाल के वर्षों में, सिलिकॉन कार्बाइड (SiC), एक उभरती हुई सामग्री के रूप में,विभिन्न शक्ति अर्धचालक उपकरणों और मॉड्यूल में व्यापक उपयोग प्राप्त किया हैअब, यह आर ग्लास क्षेत्र में एक प्रमुख सामग्री बनने के लिए पार कर रहा है। उच्च अपवर्तन सूचकांक, उत्कृष्ट गर्मी अपव्यय प्रदर्शन,और सिलिकॉन कार्बाइड की उच्च कठोरता इसे प्रदर्शन प्रौद्योगिकी के क्षेत्रों में जबरदस्त क्षमता प्रदर्शित करने के लिए बनाते हैंनिम्नलिखित में इस बात का पता लगाया जाएगा कि सिलिकॉन कार्बाइड स्मार्ट चश्मे में क्रांतिकारी बदलाव कैसे ला सकता है, इसके गुणों पर ध्यान केंद्रित करते हुए,तकनीकी सफलताएं, बाजार अनुप्रयोग और भविष्य की संभावनाएं।

सिलिकॉन कार्बाइड के गुण और लाभ

सिलिकॉन कार्बाइड एक व्यापक बैंडगैप अर्धचालक सामग्री है जिसमें उच्च कठोरता, उच्च थर्मल चालकता और उच्च अपवर्तक सूचकांक जैसे उत्कृष्ट गुण हैं।इन गुणों के कारण इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में इसके संभावित अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला हैविशेष रूप से स्मार्ट चश्मे के क्षेत्र में सिलिकॉन कार्बाइड के फायदे मुख्य रूप से निम्नलिखित पहलुओं में परिलक्षित होते हैंः

• उच्च अपवर्तन सूचकांकः सिलिकॉन कार्बाइड का अपवर्तन सूचकांक 2 तक है।6, पारंपरिक लेंस सामग्री जैसे राल (1.51-1.74) और ग्लास (1.5-1.9) की तुलना में बहुत अधिक है। एक उच्च अपवर्तन सूचकांक का मतलब है कि सिलिकॉन कार्बाइड प्रकाश प्रसार को अधिक प्रभावी ढंग से प्रतिबंधित कर सकता है,प्रकाश ऊर्जा हानि को कम करना, जिससे डिस्प्ले की चमक और दृश्य क्षेत्र (एफओवी) में सुधार होता है। उदाहरण के लिए, मेटा के ओरियन एआर चश्मे सिलिकॉन कार्बाइड वेवगाइड तकनीक का उपयोग करते हैं, जिससे 70-डिग्री दृश्य क्षेत्र प्राप्त होता है,पारंपरिक ग्लास सामग्री के 40 डिग्री एफओवी से बहुत अधिक.
• उत्कृष्ट ताप विसर्जन प्रदर्शनः सिलिकॉन कार्बाइड की थर्मल चालकता साधारण ग्लास की तुलना में कई सौ गुना अधिक है, जिससे तेजी से गर्मी हस्तांतरण संभव हो जाता है।गर्मी फैलाव एक महत्वपूर्ण मुद्दा हैसिलिकॉन कार्बाइड लेंस ऑप्टिकल यूनिट से गर्मी को जल्दी स्थानांतरित कर सकते हैं, जिससे डिवाइस की स्थिरता और जीवनकाल में सुधार होता है।
• उच्च कठोरता और पहनने के प्रतिरोधः सिलिकॉन कार्बाइड हीरे के बाद सबसे कठिन ज्ञात सामग्रियों में से एक है। यह सिलिकॉन कार्बाइड लेंस को अधिक पहनने के लिए प्रतिरोधी बनाता है, दैनिक उपयोग के लिए उपयुक्त है।इसके विपरीत, कांच और राल सामग्री खरोंच के लिए अधिक प्रवण हैं, जो उपयोगकर्ता अनुभव को प्रभावित करता है।
• एंटी इंद्रधनुष प्रभाव: आरआई चश्मे में पारंपरिक कांच सामग्री इंद्रधनुष प्रभाव के लिए प्रवण हैं,जो तब होता है जब परिवेश प्रकाश तरंग मार्ग की सतह से परिलक्षित होता है और गतिशील रंगीन प्रकाश पैटर्न बनाता हैसिलिकॉन कार्बाइड, ग्रिटिंग संरचना को अनुकूलित करके, पारंपरिक ग्लास सामग्री के साथ आम तौर पर देखे जाने वाले इंद्रधनुष प्रभाव को प्रभावी ढंग से समाप्त कर सकता है, जिससे प्रदर्शन की गुणवत्ता में सुधार होता है।

एआर चश्मे में सिलिकॉन कार्बाइड की तकनीकी सफलताएं

हाल के वर्षों में, आरए चश्मे के क्षेत्र में सिलिकॉन कार्बाइड की तकनीकी सफलता मुख्य रूप से विवर्तन ऑप्टिकल वेवगाइड लेंस के विकास में परिलक्षित हुई है।विवर्तन ऑप्टिकल वेवगाइड एक डिस्प्ले तकनीक है जो ऑप्टिकल विवर्तन घटनाओं और वेवगाइड संरचनाओं के संयोजन पर आधारित है, जो ऑप्टिकल यूनिट द्वारा उत्पन्न छवि को लेंस में ग्रिटिंग के माध्यम से निर्देशित कर सकता है, जिससे लेंस की मोटाई कम हो जाती है और आरए चश्मे साधारण चश्मे के करीब दिखते हैं।

अक्टूबर 2024 में, मेटा (पूर्व में फेसबुक) ने अपने ओरियन एआर चश्मे में सिलिकॉन कार्बाइड एटेड वेवगाइड और माइक्रोएलईडी के संयोजन को अपनाया, जो एआर चश्मे में प्रमुख बाधाओं को हल करता है,जैसे दृश्य क्षेत्रमेटा के ऑप्टिकल वैज्ञानिक पास्कल रिवेरा ने कहा कि सिलिकॉन कार्बाइड वेवगाइड तकनीक ने एआर चश्मे की डिस्प्ले क्वालिटी को पूरी तरह से बदल दिया है।इसे "डिस्को बॉल जैसे इंद्रधनुष धब्बे" से "सिम्फनी हॉल जैसे शांत अनुभव" में बदलनादिसंबर 2024 में, शुओके क्रिस्टल ने सफलतापूर्वक दुनिया का पहला 12 इंच का उच्च शुद्धता वाला अर्ध-अवरोधक सिलिकॉन कार्बाइड एकल क्रिस्टल सब्सट्रेट विकसित किया,बड़े आकार के सब्सट्रेट में एक बड़ी सफलता का प्रतीकयह प्रौद्योगिकी नए अनुप्रयोग परिदृश्यों जैसे कि एआर ग्लास और हीट सिंक में सिलिकॉन कार्बाइड के विस्तार में तेजी लाएगी।एक 12 इंच सिलिकॉन कार्बाइड वेफर का उपयोग 8-9 जोड़ी एआर चश्मा लेंस बनाने के लिए किया जा सकता है, जिससे उत्पादन की दक्षता में काफी सुधार हुआ।

हाल ही में सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट आपूर्तिकर्ता तियानके हेडा और माइक्रो-नैनो ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक डिवाइस कंपनी मुडे माइक्रो-नैनो ने संयुक्त रूप से एक संयुक्त उद्यम स्थापित किया है।एआर विवर्तन ऑप्टिकल वेवगाइड लेंस प्रौद्योगिकी के अनुसंधान और बाजार संवर्धन पर ध्यान केंद्रित करनातियानके हेडा, सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट में अपने तकनीकी संचय के साथ, मूड माइक्रो-नैनो को उच्च गुणवत्ता वाले सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट उत्पाद प्रदान करेगा।जबकि म्यूड माइक्रो-नैनो माइक्रो-नैनो ऑप्टिकल प्रौद्योगिकी और एआर वेवगाइड प्रसंस्करण में अपने लाभों का उपयोग विवर्तन ऑप्टिकल वेवगाइड के प्रदर्शन को और अधिक अनुकूलित करने के लिए करेगा।इस सहयोग से एआर चश्मे में तकनीकी सफलता में तेजी आने की उम्मीद है, जिससे उद्योग को उच्च प्रदर्शन और हल्के डिजाइन की ओर ले जाया जाएगा।मूड माइक्रो-नैनो ने केवल 2 किलो वजन वाले दूसरी पीढ़ी के सिलिकॉन कार्बाइड एआर चश्मा लेंस का प्रदर्शन किया।.7 ग्राम और 0.55 मिमी तक पतला, साधारण धूप का चश्मा की तुलना में हल्का और पतला, जिससे पहनने के दौरान उपयोगकर्ता लगभग कोई वजन महसूस नहीं करते हैं, वास्तव में "हल्के वजन वाले पहनने" को प्राप्त करते हैं।

एआर चश्मे में सिलिकॉन कार्बाइड के अनुप्रयोग मामले

सिलिकॉन कार्बाइड तरंग मार्गों के निर्माण की प्रक्रिया में, मेटा की टीम ने तिरछी उत्कीर्णन की तकनीकी चुनौती को दूर किया।अनुसंधान प्रबंधक निहार मोहंती ने कहा कि तिरछा उत्कीर्णन एक गैर-पारंपरिक ग्रिटिंग तकनीक है जो एक झुकाव कोण पर रेखाओं को उत्कीर्ण कर सकती हैइस तकनीकी सफलता ने आर ग्लास में सिलिकॉन कार्बाइड के बड़े पैमाने पर आवेदन की नींव रखी।मेटाओरियन एआर चश्मा एआर क्षेत्र में सिलिकॉन कार्बाइड प्रौद्योगिकी का एक प्रतिनिधि अनुप्रयोग हैसिलिकॉन कार्बाइड वेवगाइड तकनीक को अपनाकर, ओरियन ने 70 डिग्री के दृश्य क्षेत्र को प्राप्त किया और भूत और इंद्रधनुष प्रभाव जैसे मुद्दों को प्रभावी ढंग से हल किया।

मेटा के एआर वेवगाइड टेक्नोलॉजी लीड, जुसेपे काराफियोरे ने बताया कि सिलिकॉन कार्बाइड का उच्च अपवर्तक सूचकांक और थर्मल चालकता इसे एआर चश्मे के लिए एक आदर्श सामग्री बनाती है।सामग्री निर्धारित करने के बादकैराफियोरे ने बताया कि, "इसके बाद की चुनौती वेवगाइड के निर्माण की थी, विशेष रूप से एक गैर-पारंपरिक ग्रिटिंग तकनीक जिसे तिरछा उत्कीर्णन कहा जाता है।"ग्रिटिंग्स नैनोस्ट्रक्चर हैं जो लेंस के अंदर और बाहर प्रकाश को जोड़ने के लिए जिम्मेदार हैंसिलिकॉन कार्बाइड को काम करने के लिए, ग्रिटिंग को तिरछे उत्कीर्णन का उपयोग करना चाहिए। उत्कीर्ण रेखाओं को ऊर्ध्वाधर नहीं बल्कि एक झुकाव कोण पर व्यवस्थित किया जाता है।" निहार मोहंती ने कहा कि वे दुनिया की पहली टीम थे जिन्होंने सीधे डिवाइस पर तिरछे उत्कीर्णन को प्राप्त किया।इससे पहले, अधिकांश अर्धचालक चिप आपूर्तिकर्ताओं और फाउंड्री में तिरछे उत्कीर्णन के लिए आवश्यक उपकरण नहीं थे।

सिलिकॉन कार्बाइड की चुनौतियां और भविष्य की संभावनाएं

यद्यपि सिलिकॉन कार्बाइड एआर ग्लास में बड़ी क्षमता दिखाता है, फिर भी इसके अनुप्रयोग को कुछ चुनौतियों का सामना करना पड़ता है। वर्तमान में सिलिकॉन कार्बाइड सामग्री की लागत अधिक है,मुख्य रूप से इसकी धीमी वृद्धि दर और प्रसंस्करण कठिनाई के कारणउदाहरण के लिए, मेटा के ओरियन एआर चश्मे के लिए एक सिलिकॉन कार्बाइड लेंस की लागत 1000 डॉलर तक है, जिससे उपभोक्ता बाजार की जरूरतों को पूरा करना मुश्किल हो जाता है।नई ऊर्जा वाहन उद्योग के तेजी से विकास के साथइसके अलावा, बड़े आकार के सब्सट्रेट (जैसे 12 इंच) के विकास से लागत में कमी और दक्षता में सुधार होगा।

सिलिकॉन कार्बाइड की उच्च कठोरता भी प्रसंस्करण को अत्यंत चुनौतीपूर्ण बनाती है, विशेष रूप से माइक्रो-नैनो संरचना प्रसंस्करण में, अपेक्षाकृत कम उपज दर के साथ।सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट निर्माताओं और माइक्रो-नैनो ऑप्टिकल निर्माताओं के बीच गहन सहयोग के साथआर ग्लास में सिलिकॉन कार्बाइड का आवेदन अभी भी अपने शुरुआती चरण में है।अधिक कंपनियों से ऑप्टिकल ग्रेड सिलिकॉन कार्बाइड और उपकरणों के अनुसंधान और विकास में भाग लेने की आवश्यकतामेटा की टीम को उम्मीद है कि अन्य उद्योग के खिलाड़ी संबंधित अनुसंधान में निवेश करेंगे, उपभोक्ता-ग्रेड एआर चश्मा उद्योग पारिस्थितिकी तंत्र के निर्माण को संयुक्त रूप से बढ़ावा देंगे।

निष्कर्ष

अपने उच्च अपवर्तन सूचकांक, उत्कृष्ट गर्मी अपव्यय प्रदर्शन और उच्च कठोरता के साथ, सिलिकॉन कार्बाइड एआर चश्मे के क्षेत्र में एक प्रमुख सामग्री बन रहा है।तियानके हेडा और मुडे माइक्रो-नैनो के बीच सहयोग से लेकर मेटा के ओरियन एआर चश्मे के सफल आवेदन तक, स्मार्ट चश्मे में सिलिकॉन कार्बाइड की क्षमता को पूरी तरह से मान्य किया गया है।उद्योग श्रृंखला के परिपक्वता और निरंतर तकनीकी सफलताओं के साथ, सिलिकॉन कार्बाइड के एआर चश्मे के क्षेत्र में चमकने की उम्मीद है, जो स्मार्ट चश्मे को उच्च प्रदर्शन, हल्के वजन और अधिक सुलभता की ओर ले जाता है।सिलिकॉन कार्बाइड AR उद्योग में मुख्यधारा की सामग्री बन सकती हैसिलिकॉन कार्बाइड की क्षमता केवल एआर चश्मे तक सीमित नहीं है; इलेक्ट्रॉनिक्स और फोटोनिक्स में इसके अंतःविषय अनुप्रयोगों में भी महान संभावनाएं दिखाई देती हैं।उदाहरण के लिए, क्वांटम कंप्यूटिंग और उच्च-शक्ति वाले इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में सिलिकॉन कार्बाइड के अनुप्रयोग की सक्रिय रूप से खोज की जा रही है।सिलिकॉन कार्बाइड के अधिक क्षेत्रों में अपनी अनूठी भूमिका निभाने की उम्मीद हैइससे संबंधित उद्योगों का तेजी से विकास होता है।

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