在增強現實（AR）技術日新月異的今天，一個不同尋常的合作趨勢正在顯現：AR眼鏡制造商與碳化硅企業的聯系日益緊密。多家行業領頭羊已公開分享了合作的最新進展，揭示了AR產業鏈對碳化硅材料日益增長的重視。這一趨勢的背后原因，在西湖大學與慕德微納最近聯合發表的論文中得到了新的闡釋。
論文題為《電子設備散熱的新途徑：高導熱透明輻射散熱器》，提出了一種創新的解決方案——采用碳化硅材料制成的智能眼鏡光學鏡片，旨在解決AR眼鏡中微型投影裝置過熱的問題。據研究顯示，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。
該設計的核心在于兩大組件：一是具備卓越導熱性能的碳化硅光學鏡片，二是SiO2 /TiO2 /ITO多層結構。值得注意的是，這種散熱器僅需一層微米級的薄膜，無需任何外部附件，便能實現顯著的散熱效果。研究團隊認為，這一技術有望為可穿戴設備的熱管理帶來革命性的改變。
隨著AR/VR設備的普及，技術升級與優化成為當務之急。其中，如何有效減少設備發熱是一大挑戰。隨著設備功率的增加和體積的縮小，使用過程中集中發熱區域的溫度可能超過60°C，這不僅影響電池續航，還可能給用戶帶來不適甚至潛在傷害。因此，高效的冷卻系統對于AR/VR產品的開發至關重要。
傳統電子設備散熱方法主要包括熱傳導和熱對流。熱傳導利用高導熱材料將熱量傳導至冷卻端，常見于CPU和LED照明中。熱對流則通過流體運動進行傳熱，可以是自然冷卻或主動式冷卻，但其效率受溫差和對流面積的影響較大，且通常需要額外的冷卻系統或散熱面積，這對設備小型化和電池續航構成挑戰。
對于緊湊型的可穿戴設備而言，輻射冷卻是一種常被忽視但非常重要的散熱方式。輻射冷卻通過調節設備發射的電磁波波長至“大氣窗口”波段，使熱量能夠穿透大氣層，散失至接近絕對零度的外太空。這種方法無需額外電能，也不會產生廢熱，廣泛應用于建筑、車輛、紡織品、太陽能電池及可穿戴設備的熱管理中。
西湖大學與慕德微納團隊提出了一種新方法，利用碳化硅光學鏡片作為散熱組件，結合多層結構設計，不僅滿足鏡片透過率的需求，還實現了高效的輻射冷卻。該團隊采用山西爍科晶體提供的半絕緣4H-SiC鏡片，并通過復雜的薄膜沉積工藝，設計出了具有抗反射和紅外發射功能的多層結構。
實驗結果顯示，這款碳化硅鏡片在可見光譜中實現了0.9的平均透射率，在大氣窗口實現了0.8的平均發射率。在與微型投影儀集成后，顯著降低了投影儀的峰值溫度。研究團隊認為，這種冷卻方法不僅適用于AR眼鏡，還有潛力應用于VR眼鏡、智能手機屏幕、太陽能電池封裝等多種電子設備中。
