AR Gözlük AR Meta AR gözlüklerinin sonraki gelişimi silisyum karbür dalga kılavuzu araştırma ve geliştirme süreci

Keius

İçerik Üreticisi
Kayıtlı Kullanıcı
XR Başlığı
Quest 2, Quest 3
Meta, silisyum karbür dalga kılavuzunun araştırma ve geliştirme yolculuğunu tanıtıyor: 6 yıllık planlama, AR için en iyi seçim olması bekleniyor

Meta Orion ekibi 2019 yılında Zuckerberg'e AR gözlükler için dalga kılavuzu çözümünün bir gösterimini yaptı ve bu, Meta AR gözlüklerinin sonraki gelişimini derinden etkiledi.

Meta optik uzmanı Pasqual Rivera, "Bu çok plakalı cam dalga kılavuzu gözlüklerini takmak sanki bir diskoda olmak gibiydi" diye hatırlıyor. Her yerde gökkuşağı vardı ve bu son derece dikkat dağıtıcıydı; üstelik AR içeriğini bile göremiyordunuz. Daha sonra silisyum karbür dalga kılavuzlu gözlükleri takıyorsunuz ve sanki bir senfoninin sessiz klasik bir parçasını dinliyormuşsunuz gibi hissediyorsunuz. Aslında inşa ettiğimiz deneyimin tamamını takip edebilirsiniz. Bu, oyunun kurallarını tamamen değiştirecek bir gelişme. ”

Silisyum karbür dalga kılavuzlarının seçimi bugün açıkça ortada gibi görünse de, Meta on yıl önce AR gözlükleri üzerinde çalışmaya başladığında durum böyle değildi. "Silikon karbür genellikle azotla yoğun bir şekilde katkılanmıştır, bu yüzden yeşildir ve yeterince kalınsa siyah görünür," dedi Rivera. "Bundan optik bir lens yapamazsınız. Bu elektronik bir malzemedir. Bir sebepten dolayı bu renktedir ve bunun sebebi elektronik özellikleridir."

Meta AR'de dalga kılavuzu teknolojisi başkanı Giuseppe Calafiore, "Silikon karbür uzun zamandır bir malzeme olarak var ve ana uygulaması yüksek güçlü elektroniklerde olmuştur," dedi. "Elektrikli araçları ele alalım: Tüm elektrikli arabaların bir çipe ihtiyacı vardır ve bu çipin tekerlekleri hareket ettirip bu şeyi çalıştırabilmesi için çok yüksek güç sağlayabilmesi gerekir. Bunu normal tüketici elektroniğinde yaptığınız gibi bir silikon alt tabaka ile yapamayacağınız ortaya çıktı. Yüksek akım, yüksek güç geçirebilen bir platforma ihtiyacınız var ve bu malzeme silikon karbürdür." Silisyum karbür her zaman pahalı olmuştur ve alt tabakalar otomotiv çiplerinin boyutu için uygun fiyatlı olduğundan maliyetleri düşürmek için fazla teşvik olmamıştır.

Calafiore, "Silisyum karbürün, kırılma indisi gibi dalga kılavuzları ve optikler için ihtiyaç duyduğunuz özelliklerden bazılarını da barındırdığı ortaya çıktı," dedi. "Silisyum karbürün yüksek bir kırılma indisi vardır, bu da çok sayıda optik veriyi iletebileceği ve çıkarabileceği anlamına gelir. Bunu optik bant genişliği olarak düşünebilirsiniz; tıpkı internetin bant genişliği gibi, bunun da o kanaldan çok sayıda veri gönderebileceğiniz kadar büyük olmasını istersiniz. Aynısı optik cihazlar için de geçerlidir.

Bir malzemenin kırılma indisi ne kadar yüksekse, spektrumu da o kadar yüksek olur ve dolayısıyla o kanaldan daha fazla optik veri gönderilebilir. Daha geniş bir alan daha geniş bir görüş alanı demektir.

Doğru kırılma indeksine ulaşmanın yolu

Calafiore, 2016 yılında Oculus Research'e (şimdiki adıyla Reality Labs) katıldığında, ekibin erişebildiği en yüksek kırılma indeksli cam 1,8'di ve istenen görüş alanını elde etmek için birden fazla cam tabakasının üst üste yerleştirilmesi gerekiyordu. İstenmeyen optik eserlerin yanı sıra, montaj hattı giderek daha karmaşık hale geliyor çünkü ilk iki dalga kılavuzunun mükemmel bir şekilde hizalanması gerekiyor ve daha sonra bu yığının üçüncü dalga kılavuzuyla mükemmel bir şekilde hizalanması gerekiyor.

"Sadece pahalı olmakla kalmıyordu, aynı zamanda bir gözlük camındaki her bir mercek için üç cam levha kullanamayacağınız da açıktı. Çok ağır, çok kalın ve çirkinlerdi - kimse onları satın almazdı. Bu yüzden tekrar başa döndük: ihtiyaç duyulan plaka sayısını azaltmak için alt tabakanın kırılma indisini artırmaya çalışıyorduk."

Araştırma ekibinin incelediği ilk malzeme, camın 1,8'lik kırılma indisinden çok daha yüksek olan, yaklaşık 2,3'lük bir kırılma indisine sahip olan lityum niyobat oldu. Calafiore, "Görüş alanını sadece üst üste konmuş iki plakayla veya hatta tek bir plakayla kaplayabileceğimizi fark ettik," diyor. "Neredeyse hemen, 2019'da tedarikçimizle keşfettiğimiz silisyum karbür gibi diğer malzemelere bakmaya başladık. Aslında en saf haliyle oldukça şeffaftır ve optik uygulamalar için bilinen en yüksek kırılma indisine, 2,7'ye sahiptir. " Bu, lityum niyobattan %17,4 ve camdan %50 artış anlamına geliyor.

Calafiore, "Sektörde halihazırda kullanılan ekipmanlarda sadece birkaç değişiklik yaparak şeffaf silisyum karbür elde edebilirsiniz," dedi. "Sadece süreci değiştirmeniz ve elektronik özellikleri değil optik özellikleri optimize etmek için daha dikkatli olmanız gerekiyor: şeffaflık, kırılma indisinin homojenliği, vb."

174131568866371.jpg


Uzlaşmanın potansiyel maliyeti

O dönemde Reality Labs ekibi, opak silisyum karbür gofretleri şeffaf olanlara dönüştürmeyi deneyen ilk ekipti. Silisyum karbür bilinen en sert malzemelerden biri olduğundan, kesilmesi veya parlatılması için elmas gibi aletlere ihtiyaç duyulur. Tekrarlanmayan mühendislik maliyetleri çok yüksek olduğundan, nihai alt tabaka çok pahalıdır.

Daha uygun maliyetli alternatifler mevcut olsa da, her teknoloji gibi bunların da avantajları ve dezavantajları var. Görüş alanı Orion'un takip ettiği 70°'ye doğru ilerledikçe, gölgelenme ve gökkuşağı gibi yeni sorunlar ortaya çıkıyor.

Araştırma Bilimleri Direktörü Barry Silverstein, "Geniş açılı AR ekranlar için en iyi çözümü bulmak, performans ve maliyet arasında bir denge gerektirir" diye açıklıyor. "Maliyet genellikle azaltılabilir, ancak performans azaltılamazsa, maliyet nihayetinde önemsiz hale gelir." Gölgelenme, ana görüntünün ekrana yansıtılan görsel yankısı gibidir. Gökkuşağı, ortam ışığının bir dalga kılavuzundan yansımasıyla oluşan renkli ışık saçaklarıdır. "Diyelim ki gece araba kullanıyorsunuz ve etrafınızda hareket eden araba farları var, ayrıca hareket eden gökkuşakları da göreceksiniz. Ya da sahilde voleybol oynuyorsanız ve güneş parlıyorsa, sizinle birlikte hareket eden bir gökkuşağı çizgisi göreceksiniz ve şutunuzu kaçıracaksınız. Silisyum karbürün şaşırtıcı özelliklerinden biri de bu gökkuşaklarını ortadan kaldırabilmesidir."

"Silisyum karbürün bir diğer avantajı da diğer malzemelerin sahip olmadığı termal iletkenliktir," diye belirtti Calafiore. "Plastik zayıf bir yalıtkandır. Aynısı cam ve lityum niyobat için de geçerlidir. Silisyum karbür şeffaftır ve cam gibi görünür ve tahmin edin ne oldu: Isıyı iletir."

Bu nedenle, Temmuz 2020'de ekip, silisyum karbürü üç ana nedenden ötürü en iyi seçenek olarak belirledi: yalnızca bir pano ve daha küçük bir montaj yapısı gerektirdiği için form faktörünü iyileştiriyor, daha iyi optik özelliklere sahip ve çift camdan daha hafif.

174131571400772.jpg




Eğik Gravür Sırrı

Malzemeleri göz önünde bulundurarak ele alınması gereken bir sonraki konu, dalga kılavuzu üretimi, özellikle de eğimli aşındırma adı verilen alışılmadık bir ızgara tekniğiydi.

Calafiore, "Izgara, mercekten gelen ışığı birleştiren ve çıkaran bir nanoyapıdır," dedi. "Silisyum karbürün işe yaraması için, ızgaranın açılı olarak kazınması gerekir. Izgaranın çizgileri dikey değil, eğiktir."

Araştırma yöneticisi Nihar Mohanty, "Cihaz üzerinde doğrudan eğimli aşındırma yapan ilk şirketleriz," dedi. "Tüm endüstri nano baskıya güveniyordu, ancak bu, bu kadar yüksek kırılma indisine sahip alt tabakalar için işe yaramıyor. Bu yüzden dünyada hiç kimse silikon karbür kullanmayı düşünmedi.

Eğik aşındırma teknolojisi henüz olgunlaşmadığından, çoğu yarı iletken çip tedarikçisi ve fabrikası gerekli araçlardan yoksundur. Mohanty şunları söyledi: “2019'da, o zamanki müdürüm Matt Colburn ve ben kendi fabrikamızı kurduk çünkü dünyada hiçbir şey aşındırılmış SiC dalga kılavuzları üretemezdi ve burada teknolojinin laboratuvar ölçeğinin ötesinde uygulanabilirliğini kanıtlayabilirdik. Bu çok büyük bir yatırımdı ve tüm boru hattını orada kurduk. Araçlar ortaklarımız tarafından bizim için özel olarak yapıldı ve süreçler Meta'da şirket içinde geliştirildi, ancak sistemlerimiz araştırma sınıfıydı çünkü o zamanlar üretim sınıfı sistemler mevcut değildi. Üretim sınıfı eğim-aşındırma araçları ve süreçleri geliştirmek için bir üretim ortağıyla çalıştık. Artık SiC ile neler yapılabileceğini gösterdiğimize göre, sektördeki diğerlerinin de kendi araçlarını üretmeye başlayacağını umuyoruz.” Optik sınıf SiC'ye yatırım yapan ve ekipmanı geliştiren şirket sayısı arttıkça, tüketici AR gözlükleri kategorisi de güçlenecek.

Ticarileştirme düğümü geliyor

Ekip alternatifler üzerinde çalışmaya devam ederken, doğru zamanda doğru kişilerin bir araya gelmesi, doğru piyasa koşulları ve doğru kişilerle birlikte silisyum karbür kullanan AR gözlüklerinin geleceği haline geleceği konusunda güçlü bir his var.

Silverstein, "Orion, silikon karbürün AR gözlükleri için uygulanabilir bir seçenek olduğunu kanıtladı," dedi. "Artık üç kıtadaki tedarik zincirinden ilgi görüyoruz ve bu fırsatı agresif bir şekilde takip ediyorlar. Silikon karbür kazanacak. Bence bu sadece zaman meselesi."

Tıpkı ilk şeffaf silisyum karbür kristalini ürettiğimizden beri her şeyin değiştiği gibi, bu süre zarfında da çok şey değişebilir

Calafiore, “Tüm bu SiC üreticileri, beklenen EV patlamasına yanıt olarak arzı önemli ölçüde artırdı. Orion'u inşa ettiğimizde aşırı kapasite yoktu. Ancak şimdi, arzın talebi aşmasıyla, alt tabaka maliyetleri düşmeye başladı. Tedarikçiler, optik sınıf SiC üretme konusundaki yeni fırsatlar konusunda çok heyecanlılar; sonuçta, mevcut kapasitelerinin tamamı bu yeni alana uygulanıyor. Elbette, gofret boyutu da önemlidir: gofret ne kadar büyükse, maliyet o kadar düşük olur. Tedarikçilerin 4 inç gofretlerden 8 inç gofretlere geçtiğini gördük ve bazıları hatta AR gözlüklerinin sayısında üstel bir artış sağlayacak olan 12 inç gofretlerin öncüleri üzerinde çalışıyor .”

Bu ilerlemeler maliyetleri düşürmeye devam etmemize yardımcı olacaktır. Henüz erken ama gelecek giderek netleşiyor.

Calafiore, "Herhangi bir yeni teknoloji devriminin başlangıcında birçok şeyi denersiniz. Televizyonu ele alalım: Katot ışın tüpleriyle başladık, sonra LED plazma TV'ler ve şimdi de mikro LED'ler. Birkaç farklı teknoloji ve mimariden geçtik. Yollar aradığınızda, çoğu sonuçsuz kalıyor, ancak bazıları sizi en umut verici yönlere geri getirmeye devam ediyor. Henüz yolun sonuna gelmedik ve bunu tek başımıza yapamayız, ancak silisyum karbür yatırım yapmaya değer harika bir malzemedir. Silisyum karbürün elektronik ve fotonikte esnek bir şekilde kullanılabileceğini başarıyla gösterdik. Bu malzeme gelecekte kuantum hesaplamada uygulamalara sahip olabilir. Ve silisyum karbürün maliyetinin önemli ölçüde azaltılma potansiyeline sahip olduğuna dair işaretler görüyoruz. Hala yapılacak çok iş var, ancak potansiyel faydalar çok büyük."
 

Yeni Eklenen Oyunlar

Sitemiz bir forum sitesi olduğu için kullanıcılar her türlü görüşlerini önceden onay olmadan anında siteye yazabilmektedir. 5651 sayılı yasaya göre bu yazılardan dolayı doğabilecek her türlü sorumluluk yazan kullanıcılara aittir. 5651 sayılı yasaya göre sitemiz mesajları kontrolle yükümlü olmayıp, yasaya aykırı yada telif hakkı içeren paylaşımlar BURADAN bize ulaşıldığı taktirde, ilgili konu en geç 48 saat içerisinde kaldırılacaktır. Sitemizde Bulunan Videolar YouTube, Facebook, Dailymotion, v.b. video paylaşım sitelerinden alınmaktadır. Telif hakları sorumluluğu bu sitelere aittir. Videoların hiç biri sunucularımızda bulunmamaktadır.
Geri
Üst