SiC 碳化硅:AR 眼镜光波导的“新贵”材料,安捷伦测试方案助力产业突围

2025-08-27 10:20:59, 安捷伦科技 安捷伦科技(中国)有限公司


近年来,智慧化浪潮席卷全球,随着 AI、5G、空间计算等技术的深度融合,AR 眼镜正从“概念产品”迈向“下一代智能终端”。从导航、会议、教育到娱乐,AR 眼镜正在诸多领域中重塑人机交互方式。聚焦 AR 眼镜关键的显示技术,光波导因其轻薄、透明、可集成性强,正成为主流设计路线。该技术通过在镜片上构建纳米级光栅结构,将光机中的图像精准投射到人眼视野中,实现“虚实融合”的沉浸式体验。



传统光学玻璃的折射率仅为 1.7—1.8,限制了光波导的设计空间,难以兼顾清晰度、视场角与镜片厚度。而碳化硅(SiC),作为在新能源汽车、工业电源等领域大放异彩的功率半导体材料,正成为 AR 光波导衬底材料的“新贵”,这主要得益于 SiC 的下列特性:


高折射率(2.6—2.7):支持更紧凑的光栅设计,提升视场角(FOV)


高硬度、高热导率:适应复杂加工与高温环境,佩戴安全


光学稳定性强:无彩虹纹干扰,画质更清晰


轻薄化:镜片厚度仅 0.55mm,单片重量仅 2.7g,AR 眼镜成品佩戴舒适

SiC 作为 AR 光波导衬底,光学测试是确保其性能与良率的关键环节。具体而言,SiC 光波导衬底的关键光学测试项目包括:


透过率:评估光能传输效率


反射率:控制光损耗与干扰


吸收率:影响图像清晰度与对比度


均匀性与重复性:保证大面积光波导一致性

上述这些测试需求,对仪器测试精度、稳定性与效率提出了更高的要求,其测试难点体现在:


吸收率测试:

吸收率计算公式:A(λ)=1−T(λ)−R(λ),吸收率需通过测试透过率与反射率来计算得到,通常吸收率比较低(<1%),如果仪器准确度不够可能会得到负吸收率或过大的吸收率导致样品不达标。


SiC 衬底逐步向大尺寸方向发展,测试时,常规固定方式容易使样品倾斜,导致测试结果不准。


均匀性测试对设备大样品(例如 8 英寸)自动化分析能力提出较高要求。



安捷伦 Cary 系列高端紫外可见近红外光谱仪,专为复杂材料的光学性能测试而设计。作为消费电子与半导体测试领域的领导者,安捷伦已推出专为 SiC 光波导设计的测试解决方案,可有效应对上述测试难点。

安捷伦 Cary7000

Solid Autosampler 附件


Cary7000 可实现:

1

透射:0°-±85°,反射:±5°-85°,角度精度 0.02°

2

精准测试样品同一个点的透过率和反射率,保证吸收率准确性

3

软件设置测试序列,可实现无人值守的全自动测试

Cary7000 还可升级 Solid Autosampler 附件,实现:

1

大样品测试,兼容 8 英寸圆片

2

均匀性测试,自动 mapping 样品上每个点的透过率和反射率,分辨率 2*2mm

3

设置好测试序列,系统全自动运行

碳化硅衬底透过率反射率及计算得到的吸收率

此外,Cary7000 还配备有自动偏振器,支持不同偏振态下样品光学性能的测试,对于光波导中偏振敏感的光栅结构,提供更全面的性能评估;也可配置积分球附件,适合色度测试等不同场景,真实模拟实际使用条件下样品的光学行为。

结语


安捷伦 Cary 高端紫外可见近红外光谱仪为 SiC 光波导衬底的光学性能测试提供了高精度、全角度、自动化的测试方案,是连接研发与量产的理想工具。它不仅“测得准”,更“测得全、测得快、测得懂”,为AR眼镜产业链提供强有力的光学测试支撑,开拓智慧化视觉体验。



                 
                 
                 
                 
                                                                           
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