在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)日新月異的今天，一個(gè)不同尋常的合作趨勢(shì)正在顯現(xiàn)：AR眼鏡制造商與碳化硅企業(yè)的聯(lián)系日益緊密。多家行業(yè)領(lǐng)頭羊已公開(kāi)分享了合作的最新進(jìn)展，揭示了AR產(chǎn)業(yè)鏈對(duì)碳化硅材料日益增長(zhǎng)的重視。這一趨勢(shì)的背后原因，在西湖大學(xué)與慕德微納最近聯(lián)合發(fā)表的論文中得到了新的闡釋。

論文題為《電子設(shè)備散熱的新途徑：高導(dǎo)熱透明輻射散熱器》，提出了一種創(chuàng)新的解決方案——采用碳化硅材料制成的智能眼鏡光學(xué)鏡片，旨在解決AR眼鏡中微型投影裝置過(guò)熱的問(wèn)題。據(jù)研究顯示，這種新型鏡片能將微型投影裝置的表面溫度從54.3°C顯著降低至29.1°C。

該設(shè)計(jì)的核心在于兩大組件：一是具備卓越導(dǎo)熱性能的碳化硅光學(xué)鏡片，二是SiO2 /TiO2 /ITO多層結(jié)構(gòu)。值得注意的是，這種散熱器僅需一層微米級(jí)的薄膜，無(wú)需任何外部附件，便能實(shí)現(xiàn)顯著的散熱效果。研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，這一技術(shù)有望為可穿戴設(shè)備的熱管理帶來(lái)革命性的改變。

隨著AR/VR設(shè)備的普及，技術(shù)升級(jí)與優(yōu)化成為當(dāng)務(wù)之急。其中，如何有效減少設(shè)備發(fā)熱是一大挑戰(zhàn)。隨著設(shè)備功率的增加和體積的縮小，使用過(guò)程中集中發(fā)熱區(qū)域的溫度可能超過(guò)60°C，這不僅影響電池續(xù)航，還可能給用戶帶來(lái)不適甚至潛在傷害。因此，高效的冷卻系統(tǒng)對(duì)于AR/VR產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)至關(guān)重要。

傳統(tǒng)電子設(shè)備散熱方法主要包括熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流。熱傳導(dǎo)利用高導(dǎo)熱材料將熱量傳導(dǎo)至冷卻端，常見(jiàn)于CPU和LED照明中。熱對(duì)流則通過(guò)流體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行傳熱，可以是自然冷卻或主動(dòng)式冷卻，但其效率受溫差和對(duì)流面積的影響較大，且通常需要額外的冷卻系統(tǒng)或散熱面積，這對(duì)設(shè)備小型化和電池續(xù)航構(gòu)成挑戰(zhàn)。

對(duì)于緊湊型的可穿戴設(shè)備而言，輻射冷卻是一種常被忽視但非常重要的散熱方式。輻射冷卻通過(guò)調(diào)節(jié)設(shè)備發(fā)射的電磁波波長(zhǎng)至“大氣窗口”波段，使熱量能夠穿透大氣層，散失至接近絕對(duì)零度的外太空。這種方法無(wú)需額外電能，也不會(huì)產(chǎn)生廢熱，廣泛應(yīng)用于建筑、車輛、紡織品、太陽(yáng)能電池及可穿戴設(shè)備的熱管理中。

西湖大學(xué)與慕德微納團(tuán)隊(duì)提出了一種新方法，利用碳化硅光學(xué)鏡片作為散熱組件，結(jié)合多層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅滿足鏡片透過(guò)率的需求，還實(shí)現(xiàn)了高效的輻射冷卻。該團(tuán)隊(duì)采用山西爍科晶體提供的半絕緣4H-SiC鏡片，并通過(guò)復(fù)雜的薄膜沉積工藝，設(shè)計(jì)出了具有抗反射和紅外發(fā)射功能的多層結(jié)構(gòu)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，這款碳化硅鏡片在可見(jiàn)光譜中實(shí)現(xiàn)了0.9的平均透射率，在大氣窗口實(shí)現(xiàn)了0.8的平均發(fā)射率。在與微型投影儀集成后，顯著降低了投影儀的峰值溫度。研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，這種冷卻方法不僅適用于AR眼鏡，還有潛力應(yīng)用于VR眼鏡、智能手機(jī)屏幕、太陽(yáng)能電池封裝等多種電子設(shè)備中。