VR/AR бичил дулаан шингээгчийн 6.35μм хөнгөн цагаан тугалган цаасны үр тарианы жигд бус байдал ба дулааны тархалтын согогийн бууралтын хурдны буруу нөлөөлөл

1. Оршил: VR/AR төхөөрөмж дэх бичил дулаан шингээгчд зориулсан хөнгөн цагаан тугалган цаасны хэрэглээний шинж чанар ба бууралтын хурдыг хянахын ач холбогдол

VR/AR төхөөрөмжүүдийн бичил дулаан шингээгчийн хөнгөн цагаан тугалган цаас (юуны түрүүнд 1235/8079 хайлдар, 6.35мкм зузаан) Энэ нь VR/AR чихэвчний дулаан ялгаруулах үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг болдог, хянагчууд, болон ижил төстэй төхөөрөмжүүд. Ийм төхөөрөмжүүдийн дотоод орон зай хязгаарлагдмал тул (жишээ нь, VR чихэвчний дулаан ялгаруулах хөндийн хэмжээ ≤15cm³), дулаан шингээгчийг жижиглэсэн байх ёстой (хэмжээ 3-15 мм) Орон нутгийн хэт халалтаас зайлсхийхийн тулд жигд дулаан дамжуулалттай, ялангуяа чипийн дулааны хүч 5-15 Вт хооронд хэлбэлздэг., орон нутгийн температурын зөрүү ≤3℃ шаардлагатай.

Өнхрөх явцад, бууруулах хувь (нийт бууралтын хувь = [(анхны зузаан – эцсийн зузаан)/анхны зузаан]×100%; нэг дамжлага бууруулах хувь = [(дамжуулалтын эхний зузаан – дамжуулалтын эцсийн зузаан)/дамжуулалтын эхний зузаан]×100%) үр тарианы хувьслыг зохицуулах гол үзүүлэлт юм. Нийцэх 2024 VR/AR салбарын өгөгдөл, 42% төхөөрөмжийн дулаан ялгаруулах гэмтлийн шалтгаан нь “бичил дулаан шингээгчийн орон нутгийн хэт халалт,” бууруулах хурдны хяналтыг буруу хийсэнтэй холбоотой гэж үзэж болно хөнгөн цагаан тугалган цаас VR/AR төхөөрөмжүүдийн бичил дулаан шингээгчийн хувьд: ① Нийт бууралтын хэмжээ хангалтгүй байгаа нь үр тарианы хэмжээ жигд бус болно, 7W/-д хүргэдэг.(m· ·) дулаан шингээгчийн орон нутгийн дулаан дамжилтын ялгаа; ② Нэг дамжлага бууруулах хурдны хэт их хэлбэлзэл нь a “нарийн ширхэгтэй/том ширхэгтэй” градиент, дулаан ялгаруулах үхсэн бүсүүдийг үүсгэдэг (температурын зөрүү >5Ий); ③ Хөндлөн бууруулах хурд жигд бус байвал ирмэгийн хэт халалт үүсдэг, VR/AR төхөөрөмжийн чипүүдийн ашиглалтын хугацааг багасгах замаар 20%.

Эдгээр сорилтыг шийдвэрлэхийн тулд, эхлээд бууралтын хувь хоорондын хамаарлыг тодруулах шаардлагатай, үр тарианы бүтэц, дулаан дамжилтын илтгэлцүүр - энэ төрлийн хөнгөн цагаан тугалган цаасыг нарийн өнхрүүлэх онолын үндэс суурийг тавих.

2. Бууруулах хувь хэмжээ хоорондын онолын хамаарал, Үр тарианы бүтэц, VR/AR бичил дулаан шингээгч дэх хөнгөн цагаан тугалган цаасны дулаан дамжуулалт

(1) Бууруулах хурдаар үр тарианы зохицуулалтын үндсэн механизм: Бяцхан дулаан ялгаруулах шаардлагад дасан зохицох

өнхрөх нь VR/AR төхөөрөмжүүдийн бичил дулаан шингээгчийн хөнгөн цагаан тугалган цаас орно “олон дамжлагатай хүйтэн өнхрөх” (8-12 дамжуулдаг, зузааныг 2мм-ээс 6.35μm болгон бууруулах, нийт бууралтын хувь хэмжээ ≈99.68%). Бууруулах хурд нь динамик дахин талстжилтад нөлөөлдөг (DRX) дамжуулан “деформаци хуримтлагдсан энерги,” энэ нь эргээд дулааныг тараахад үр тарианы тохиромжтой байдлыг тодорхойлдог:

1. Деформаци хуримтлагдсан энерги ба дахин талстжилт: Энэхүү хөнгөн цагаан тугалган цаасны DRX-ийн чухал нөөц эрчим хүч (1235 хайлш) 75Ж/м³ байна. Нэг удаагийн бууралтын хувь 20%-25% 80-110J/m³-ийн хуримтлуулсан эрчим хүчийг бий болгодог, 5-7 μm хэмжээтэй тэнцүү тэнхлэгт мөхлөгүүдийг үүсгэх - бичил дулаан шингээгчийн дулаан дамжуулалтыг жигд байлгахад тохиромжтой.;

2. Тарианы чиг баримжаа ба дулаан дамжуулалт: Боломжийн бууралтын хувь (22%-24% нэвтрүүлэх бүрт) -ийг сурталчилж байна {111} бүтэцтэй >60% (дулаан дамжилтын илтгэлцүүр 12% санамсаргүй бүтэцтэй харьцуулахад өндөр). Эсрэгээрээ, хэвийн бус бууралтын хувь хэмжээ (>30%) нэмэгдүүлэх {100} бүтэцтэй харьцаа 18%, дулаан дамжилтын илтгэлцүүрийг 5%-иар бууруулах—VR/AR төхөөрөмжүүдийн дулаан ялгаруулах нарийвчлалын шаардлагыг хангахгүй байх.

(2) Тарианы бүтэц ба дулаан дамжилтын тоон загвар: Бичил дулаан шингээгчийн онцлогийг шийдвэрлэх

Жижиг хэмжээтэй, дулааны урсгалын өндөр нягтралтай учраас (10-20Вт/см²) VR/AR бичил дулаан шингээгч, үр тариа-дулаан дамжилтын харьцааг илүү нарийвчлалтай тогтоох шаардлагатай. Металлын дулаан дамжуулалтын онолоос гаралтай, томъёо нь:

λ = λ₀ × [1 – k×(6/жар)]

• λ₀: Нэг талст хөнгөн цагааны дулаан дамжилтын илтгэлцүүр (237W /(m· ·) 25℃ температурт);

• к: Үр тарианы хилийн тархалтын коэффициент (0.12 энэ төрлийн хөнгөн цагаан тугалган цаасны хувьд);

• жар: Үр тарианы хэмжээ (ZM; бичил дулаан шингээгч нь стандарт хазайлттай ≤2μm d=5-7μm шаардлагатай).

d нь 5мкм-ээс 15мкм хүртэл нэмэгдэхэд, λ 225 Вт/-аас нэмэгддэг(m· ·) 232W/ хүртэл(m· ·), 7W/-ийн зөрүү(m· ·). Микро дулаан шингээгчийн хувьд, Энэ ялгаа нь орон нутгийн температурын зөрүүг 4℃-ээс хэтрүүлж, VR/AR төхөөрөмжүүдийн ≤3℃ хязгаараас хол давж, улмаар дулаан ялгаруулах үхсэн бүсүүдийг үүсгэдэг..

3. Бууралтын хурдны хяналтаас үүдэлтэй үр тарианы жигд бус бүтцийн гурван хувилбар (VR/AR дулаан ялгаруулах хэрэгцээнд тохируулсан)

Үр тарианы жигд байдал, дулааны тархалтад буруу бууралтын хурдны нөлөөллийг тооцоолох, Ширээ 1 бүтэлгүйтлийн хувилбар бүрийн гол параметрүүдийг нэгтгэн харуулав, процессын согогийг төхөөрөмжийн гүйцэтгэлийн асуудалтай шууд холбох:

Ширээ 1: Буруу бууралтын хурдны хувилбарын дагуу үр тарианы бүтэц ба дулаан ялгаруулах параметрүүд

(1) Нийт бууралтын хувь хэмжээ хангалтгүй (<50% Critical Passes-д): Дулаан шингээгчийн дахин талстжилт хангалтгүй, орон нутгийн хэт халалт

1. Процессын шинж чанар: Төлөө VR/AR төхөөрөмжүүдийн бичил дулаан шингээгчийн хөнгөн цагаан тугалган цаас, дахь нийт бууралтын хувь 3 өнхрүүлж дуусахаас өмнө өнгөрдөг (зузаан нь 50μm→25μm→12μm) ≥50% байх ёстой. хүртэл бууруулсан бол 40% (50мкм→30мкм), хуримтлагдсан эрчим хүч 65J/m³ хүртэл буурч, DRX-ийн чухал утгаас доогуур байна;

2. Тарианы бүтэц, дулаан ялгаруулалтад үзүүлэх нөлөө: Хүснэгтэнд үзүүлснээр 1, Энэ хувилбар нь хоёр модаль тарианы тархалтыг бүрдүүлдэг. Микро дулаан шингээгчийн харгалзах λ ялгаа нь 8W/ хүрдэг.(m· ·), VR/AR чихэвчний чип дэх орон нутгийн температурын 10℃ зөрүүг үүсгэж, фрэймийн уналтад хүргэдэг нь хэрэглэгчийн туршлагад шууд нөлөөлдөг..

(2) Нэг дамжлага бууруулах хурдны хэт их хэлбэлзэл (Хазайлт >8%): Тарианы градиент ба дулаан ялгаруулах үхсэн бүсүүд

1. Процессын шинж чанар: дахь нэг дамжлага бууруулах хувь 2 эцсийн өнхрөхөөс өмнө өнгөрдөг (25μm→12μm→6.35μm) үед тогтвортой байх ёстой 45%-50%. Роллерийн элэгдэл нь хэлбэлзлийг үүсгэж болно 38%-48% (10% гажилт);

2. Тарианы бүтэц, дулаан ялгаруулалтад үзүүлэх нөлөө: Чухал, энэ хэлбэлзэл нь ээлжлэн солигддог “хүйтэн/халуун тууз” гулсмал чиглэлийн дагуу. Хүснэгт болгон 1 харуулж байна, дулаан дамжилтын зөрүү 8W/ хүрнэ(m· ·), Температурын зөрүү нь VR/AR төхөөрөмжийн хязгаараас хол давсан 10℃-аас хэтэрч, эргэлт буцалтгүй дулаан ялгаруулах үхсэн бүсүүдийг үүсгэдэг..

(3) Тэгш бус хөндлөн бууруулах хурд (Ирмэгийн төвийн хазайлт >5%): Ирмэгийн хэт халалт ба төхөөрөмжийн найдвартай байдал буурсан

1. Процессын шинж чанар: Хэвийн бус галзуу титэм (0.02мм→0,04мм) шалтгаан болдог 6% хөндлөн бууруулах хурдны хазайлт (48% төвд, 42% ирмэг дээр);

2. Тарианы бүтэц, дулаан ялгаруулалтад үзүүлэх нөлөө: Дээрх хувилбаруудаас гадна, Хөндлөн тэгш бус байдал нь үндсэндээ төхөөрөмжийн бат бөх байдалд нөлөөлдөг. Ширээ 1 ирмэгийн температур төвөөс 7℃ өндөр байгааг харуулж байна, лацдан холболтын резин хөгшрөлтийг хурдасгаж, эвдрэлийн түвшинг нэмэгдүүлнэ 1.5% 4.8% хүртэл - үйлдвэрлэгчдийн зардлын гол хүчин зүйл.

4. VR/AR төхөөрөмжийн жигд бус үр тарианы бүтцээс үүдэлтэй дулаан ялгаруулалтын алдааг шалгах

Сценари шинжилгээнд тулгуурлан, Үр тарианы тэгш бус байдлын бодит үр нөлөөг баталгаажуулахын тулд лабораторийн туршилт болон үйлдвэрлэлийн кейс судалгааг хоёуланг нь хийсэн. Ширээ 2 нарийвчилсан лабораторийн баталгаажуулалтын өгөгдлийг танилцуулж байна, харин бодит тохиолдлууд нь олдворыг улам баталгаажуулдаг.

Ширээ 2: Бичил дулаан шингээгчийн гүйцэтгэлийн лабораторийн баталгаажуулалтын үр дүн

(1) Лабораторийн баталгаажуулалт (Тохирох бичил дулаан шингээгчийн хувилбарууд)

1. Дээж бэлтгэх: Сонго VR/AR төхөөрөмжүүдийн бичил дулаан шингээгчийн хөнгөн цагаан тугалган цаас тай “хэлбэлзэлтэй нэг удаагийн бууралтын хувь хэмжээ” (нарийн ширхэгтэй бүс d=5μm, бүдүүн ширхэгтэй бүс d=14μm) мөн 10мм×5мм×6.35мкм хэмжээтэй бичил дулаан шингээгч үйлдвэрлэдэг;

2. Урьдруу: Хүснэгт болгон 2 төлөөллөгч байна, 15Вт/см² дулааны урсгалыг ашиглах (VR чип дулаан үүсгэх дууриамал) 11℃ температурын зөрүү илэрсэн нь ≤3℃ шаардлагаас хол давсан. Лазер флаш шинжилгээ (NETZSCH LFA 467) 8W/-ийн дулаан дамжилтын зөрүүг баталсан.(m· ·);

3. Дүгнэлт: Үр тарианы жигд бус бүтцээс үүдэлтэй дулаан ялгаруулах үхсэн бүсүүд нь VR төхөөрөмжийн чипийн температурыг босго хэмжээнээс дээш түлхэж байна. (60Ий), давтамжийг бууруулах хамгаалалтыг идэвхжүүлэх.

(2) Аж үйлдвэрийн тохиолдол: VR төхөөрөмж үйлдвэрлэгчийн бүтэлгүйтлийн шинжилгээ

онд 2023, ашигласан VR чихэвч үйлдвэрлэгч VR/AR төхөөрөмжүүдийн бичил дулаан шингээгчийн хөнгөн цагаан тугалган цаас тай “тэгш бус хөндлөн бууралтын хувь хэмжээ,” хүргэсэн:

• Хүснэгтэнд тусгасны дагуу 2, дулаан шингээгчийн ирмэгийн температур 58 ℃ хүрсэн (тэтгэвэр. 51℃ төвд), чип давтамжийг байнга бууруулахад хүргэдэг (фрэймийн давтамж 90 Гц-ээс 75 Гц хүртэл буурсан);

• Хэрэглэгчийн гомдлын хувь хэмжээ өсдөг 2.3% руу 8.5%, борлуулалтын дараах нэг зардал давсан 5 Сая юань;

• Тугалган цаасыг оновчтой бууруулсан хувь хэмжээгээр сольсны дараа (Хүснэгтийн гурав дахь мөрөнд үзүүлсэн шиг 2), дулаан ялгаруулах температурын зөрүү 2.5℃ хүртэл буурсан, гомдлын хувь хэмжээ дахин буурсан байна 1.2%.

5. VR/AR бичил дулаан шингээгч дэх хөнгөн цагаан тугалган цаасны нарийвчлалыг бууруулах хурдыг хянах стратеги

Баталгаажуулалтын үр дүнд үндэслэн, бүтэлгүйтлийн хувилбар бүрийг шийдвэрлэх зорилтот хяналтын стратегийг боловсруулсан. Гол нь үе шаттай бууруулах хурдны загварт оршдог, тогтвортой нэг дамжуулалттай удирдлага, ба жигд хөндлөн тархалт-хүснэгтэд дэлгэрэнгүй тайлбарласан үндсэн параметрүүдтэй 3.

Ширээ 3: 6.35μm-ийн шаталсан бууралтын хурдны загвар 1235 Хөнгөн цагаан тугалган цаас (Анхны зузаан 2 мм)

(1) Үе шаттай нийт бууруулах хурдны зураг төсөл: Бичил дулаан ялгаруулах үр тарианы шаардлагад дасан зохицох

Хүснэгт болгон 3 харуулж байна, дуусгах өнхрөх үе шат (дамжуулдаг 7-8) нэн чухал - нийт бууралтын хурдыг ≥50% байлгах нь деформацийн хуримтлуулсан энергийг 90-110J/m³-д хүргэхийг баталгаажуулдаг.. Энэ нь хангалттай DRX-ийг идэвхжүүлдэг, Үүний үр дүнд 5-7μm ширхэгийн хэмжээ нь стандарт хазайлттай ≤2μm - VR/AR микро дулаан шингээгчийн дулаан дамжилтын хэрэгцээнд бүрэн нийцдэг..

(2) Тогтвортой нэг дамжуулалт бууруулах хурдны хяналт: VR/AR-ийн дулаан ялгаруулалтын үхсэн бүсүүдийг дарах

1. Roller Monitoring: Бодит цагийн элэгдлийг илрүүлэхийн тулд лазер профилометр ашиглана уу (нарийвчлал 0.001 мм). Элэгдэл 0.02 мм-ээс хэтэрсэн үед булны автомат солих, хэлбэлзлийг ±8%-аас ±3% хүртэл бууруулах нь үүнээс зайлсхийх гол алхам юм “нарийн ширхэгтэй/том ширхэгтэй” Хүснэгт дэх градиент 1;

2. Хүчдэлийн зохицуулалт: 15-18 кН-д барианы өнхрөх хурцадмал байдлыг тогтвортой байлгах (хэлбэлзэл ≤±1кН). Өнхрөх хурдыг тохируулах замаар хазайлтыг нөхөх (100-120м / ухаан хумс), нэг дамжих хэлбэлзлийг ≤5% хүртэл хязгаарлах;

3. Онлайн санал хүсэлт: Рентген туяаны зузаан хэмжигчийг ашиглана (нарийвчлал 0.1 мкм) 10 мс тутамд мэдээлэл цуглуулах. Бууруулах цилиндрийн даралтыг тохируулна (нарийвчлал 0.01 МПа) зузааны хазайлт 0.3μм-ээс хэтэрсэн үед-Хүснэгтэд заасан нэг дамжлагын хурдтай нийцэж байгаа эсэхийг баталгаажуулна. 3.

(3) Хөндлөн бууралтын жигд хурд: Ирмэгийн хэт халалтаас зайлсхийх

1. CVC Roller Crown: Дулаан шингээгчийн өргөнөөс хамааран титэмийг 0.015-0.02мм болгож тохируулна (3-15мм), хөндлөн даралтын хазайлтыг ≤3% хүртэл хязгаарлах - Хүснэгт дэх захын төвийн асуудлыг шийдвэрлэх 1;

2. Ирмэгийн халаалт: Ирмэгийн халаалтын төхөөрөмжийг суурилуулах (50-60Ий) ирмэгийн хэв гажилтын эсэргүүцлийг багасгахын тулд гулсмал тээрмийн оролтонд, ирмэг-төвийн хазайлтыг бууруулах >5% ≤3% хүртэл;

3. Үр тарианы мониторинг: Үр тарианы мэдээллийг цуглуулахын тулд онлайн EBSD системийг нэгтгэх 3 тугалган цаасны метр тутамд хөндлөн огтлол. Тарианы хэмжээтэй зөрүү 15%-иас хэтэрсэн үед өнхрөх титэмийг тохируулна - Хүснэгтийн оновчтой загварт тусгагдсан хөндлөн жигд байдлыг баталгаажуулна. 2.

6. Дүгнэлт, төлөв байдал

-ийн бууралтын хурдыг буруу хянах VR/AR төхөөрөмжүүдийн бичил дулаан шингээгчийн хөнгөн цагаан тугалган цаас -ийн гинжин урвалыг өдөөдөг “хуримтлагдсан энерги→мөхлөгийн бүтэц→дулаан дамжуулалт,” дулаан ялгаруулах үхсэн бүсүүдийг үүсгэдэг (хамгийн их температурын зөрүү 11 ℃) мөн төхөөрөмжийн тогтвортой байдлыг алдагдуулдаг. Хүснэгтээс харуулснаар 1-3, хэрэгжүүлж байна “нийт эцсийн гулсалтын бууралтын хувь ≥50%, нэг дамжих хэлбэлзэл ≤±5%, хөндлөн хазайлт ≤3%” 5-7μm ширхэгийн хэмжээтэй хүрдэг (стандарт хазайлт ≤2μm) ба дулаан дамжилтын ялгаа ≤3W/(m· ·)—VR/AR төхөөрөмжүүдийн ≤3℃ дулаан ялгаруулах шаардлагыг хангасан.

Ирээдүйн хөгжлийн чиглэлүүд хоёр чиглэлд чиглэнэ: ① хөгжүүлэх “AI бууруулах хурдыг урьдчилан таамаглах систем” VR/AR төхөөрөмжийн эрчим хүчний нягтралыг нэмэгдүүлэх чиг хандлагыг шийдвэрлэх (чипийн хүч 20 Вт хүрдэг 2025), идэвхтэй хазайлтыг засах боломжийг олгодог; ② Үр тарианы хэмжээний зөрүүг багасгахын тулд импульсийн гүйдлийн тусламжтайгаар гулсалтыг нэгтгэнэ, энэ төрлийн хөнгөн цагаан тугалган цаасыг урагшлуулах “тэг дулаан ялгаруулах үхсэн бүс.”

Үндсэн зарчим: Бууруулах хувь хэмжээг хянах VR/AR төхөөрөмжүүдийн бичил дулаан шингээгчийн хөнгөн цагаан тугалган цаас тэргүүлэх ач холбогдол өгөх ёстой “жижиг дулаан ялгаруулалтад тохирсон үр тарианы жигд байдал.” Хүснэгт 1-3-ын өгөгдөлд тусгагдсаны дагуу параметрүүд нь төхөөрөмжийн дулаан ялгаруулах хэрэгцээнд яг таарч байвал VR/AR төхөөрөмжийн урт хугацааны найдвартай ажиллагааг хангах боломжтой..