Apa Salutan Optik

PVD salutan optik-IKS

Salutan optik adalah proses salutan pada permukaan bahagian optik lapisan atau logam nipis (atau sederhana). Tujuan salutan bahagian optik adalah untuk mengurangkan atau meningkatkan refleksi cahaya, pemisahan rasuk, pemisahan warna, penapis dan polarisasi. Kaedah salutan yang biasa digunakan termasuk salutan vakum (sejenis salutan fizikal) dan salutan kimia

Gambaran keseluruhan

Lapisan ini menggunakan kaedah fizikal atau kimia dalam penyaduran permukaan bahan pada lapisan membran elektrolit yang telus, atau dilapisi dengan lapisan filem logam, tujuannya adalah untuk mengubah refleksi permukaan dan ciri-ciri penghantaran bahan. Di dalam skop band yang kelihatan dan inframerah, kebanyakan pemantulan logam boleh mencapai 78% ~ 98%, tetapi tidak lebih tinggi daripada 98%. Kedua-dua untuk CO2 laser, penggunaan tembaga, molibdenum, silikon dan germanium, dan sebagainya untuk membuat reflektor, germanium dan galium arsenide, zink selenide dan unsur optik penghantaran sebagai bahan tetingkap output, atau untuk laser YAG mengamalkan kaca optik biasa sebagai cermin, cermin output dan penghantaran unsur bahan optik, tidak dapat memenuhi keperluan lebih daripada 99% daripada jumlah cermin pantulan. Aplikasi yang berbeza memerlukan transmisi cermin output yang berbeza, jadi kaedah salutan optik mesti digunakan. Untuk laser CO2 dalam jalur gelombang inframerah, bahan salutan yang biasa digunakan dengan yttrium fluoride, fluoride, praseodymium, germanium, dan lain-lain; Untuk band inframerah berhampiran atau lampu laser YAG yang boleh dilihat, bahan penyalut biasa termasuk zink sulfida, magnesium fluorida, titanium dioksida, zirkonia, dan lain-lain. Sebagai tambahan kepada filem reflektansi dan translucensi yang tinggi, filem-filem khas boleh disalut untuk mencerminkan satu gelombang panjang dan menghantar kepada panjang gelombang lain, seperti filem spectroscopic dalam teknologi penggandaan kekerapan laser.

Prinsip asas salutan optik

Gangguan optik digunakan secara meluas dalam optik filem nipis. Kaedah umum teknologi filem tipis optik adalah dengan menggunakan filem nipis pada substrat kaca dengan cara sputtering vakum, yang digunakan untuk mengawal pemantulan dan transmisi plat asas kepada pancaran kejadian untuk memenuhi keperluan yang berbeza. Untuk menghapuskan kehilangan pantulan pada bahagian permukaan optik dan meningkatkan kualiti pengimejan, lapisan atau lapisan dielektrik transparan multi-lapisan disalut. Dengan perkembangan teknologi laser, terdapat keperluan yang berbeza untuk reflektifitas dan transmisi filem lapisan, yang menggalakkan pembangunan filem refleksi multi-lapisan tinggi filem dan jalur lebar. Bagi pelbagai aplikasi, kami menggunakan filem refleksi tinggi untuk menghasilkan filem reflektif polarisasi, spektrofotometer warna, filem sejuk dan penapis gangguan dan lain-lain. Bahagian optik selepas salutan permukaan, pada lapisan membran pelbagai refleksi dan penghantaran cahaya, pembentukan pelbagai gangguan rasuk dan mengawal indeks biasan filem dan ketebalan pengagihan intensiti yang berbeza boleh didapati, ini adalah prinsip dasar gangguan dalam salutan.

Proses salutan

Filem nipis optik direalisasikan dalam rongga salutan vakum tinggi. Proses salutan konvensional memerlukan suhu substrat yang lebih tinggi (biasanya pada kira-kira 300 ℃ ); Teknik yang lebih maju, seperti IAD, boleh dilakukan pada suhu bilik. Proses IAD bukan sahaja menghasilkan filem dengan sifat fizikal yang lebih baik daripada proses salutan konvensional, tetapi juga boleh digunakan pada substrat plastik. Vakum sistem utama terdiri daripada dua pam kriogenik. Modul kawalan penyejatan rasuk elektron, pemendapan IAD, kawalan cahaya, kawalan pemanas, kawalan vakum dan kawalan proses automatik semuanya berada di panel hadapan pengawal.

Kedua-dua sumber pistol elektron terletak di kedua-dua belah substrat, dikelilingi oleh hud melingkar dan ditutup oleh baffle. Sumber ion berada di tengah, dan tetingkap kawalan cahaya berada di hadapan sumber ion. Di bahagian atas ruang vakum, ruang vakum mempunyai sistem planet dengan enam lekapan pekeliling. Perlawanan digunakan untuk meletakkan elemen optik bersalut. Penggunaan sistem planet adalah kaedah pilihan untuk memastikan pengedaran seragam bahan yang menguap di kawasan perlawanan. Pengapit berputar pada paksi yang sama dan berputar pada paksi sendiri. Kawalan optik dan kawalan kristal berada di tengah-tengah mekanisme pemanduan planet. Pembukaan besar di belakang membawa kepada pam vakum tinggi yang dipasang. Sistem pemanasan asas terdiri daripada empat lampu kuarza, dua di setiap sisi ruang vakum.

Kaedah tradisional pemendapan filem tipis selalu penyejatan haba atau menggunakan sumber penyejatan pemanasan rintangan atau sumber penyejatan rasuk elektron. Ciri-ciri filem kebanyakan ditentukan oleh tenaga atom yang disimpan, dan tenaga atom dalam penyejatan tradisional hanya kira-kira 0.1ev. Pengendapan IAD menghasilkan pemendapan langsung stim terionisasi dan meningkatkan tenaga pengaktifan untuk filem yang semakin meningkat, biasanya pada urutan 50eV. Sumber ion meningkatkan sifat penyejatan rasuk elektron konvensional dengan menunjuk rasuk dari pistol ion ke permukaan substrat dan filem yang semakin meningkat. Sifat optik filem nipis, seperti indeks biasan, penyerapan dan ambang kerosakan laser, terutamanya bergantung kepada mikrostruktur membran. Struktur mikro filem mungkin dipengaruhi oleh tekanan udara sisa dan suhu substrat. Sekiranya atom penyejatan yang disimpan mempunyai kadar penghijrahan yang rendah pada permukaan asas, filem tersebut akan mengandungi mikroskop. Oleh kerana filem itu terdedah kepada udara lembap, pori-pori ini secara beransur-ansur diisi dengan kelembapan.

Ketumpatan pengisian ditakrifkan sebagai nisbah volum bahagian pepejal filem kepada jumlah keseluruhan filem (termasuk lompang dan mikropores). Untuk filem tipis optik, ketumpatan pengisian biasanya 0.75 ~ 1.0, kebanyakannya adalah 0.85 ~ 0.95 dan jarang mencapai 1.0. Ketumpatan pengisian kurang daripada l menjadikan indeks biasan bahan yang lebih rendah daripada yang di bloknya. Dalam proses pemendapan, ketebalan setiap lapisan oleh monitor kristal optik atau kuarza. Setiap teknologi ini mempunyai kelebihan dan kekurangan, yang tidak dibincangkan di sini. Titik yang sama ialah apabila bahan-bahan tersebut menguap, ia digunakan dalam vakum. Oleh itu, indeks biasan adalah indeks biasan bahan-bahan yang diuapkan dalam vakum, dan bukannya indeks biasan bahan-bahan yang terdedah kepada udara lembap. Kelembapan yang diserap oleh filem menggantikan micropores dan interstices, menghasilkan indeks biasan yang meningkat dalam filem. Oleh kerana ketebalan fizikal filem kekal tidak berubah, kenaikan indeks biasan ini disertakan dengan kenaikan ketebalan optik yang sepadan, yang seterusnya menyebabkan ciri spektrum filem bergerak ke arah arah gelombang panjang. Untuk mengurangkan aliran spektrum yang disebabkan oleh jumlah dan kuantiti mikroskop dalam lapisan membran, ion tenaga tinggi digunakan untuk memindahkan momentum mereka kepada atom bahan penyejatan, dengan itu meningkatkan kadar penghijrahan atom bahan semasa pemeluwapan di permukaan asas.

Indeks biasan salutan

Menurut teori asas elektromagnetisme, penularan dan refleksi media yang berbeza disebutkan. Jika n1 kejadian serentak oleh media kepada refleksi n2 = [(n2 - n1) / (n1 + n2) ^ 2 = 4 kadar penembusan n1n2 / (n1 + n2) ^ 2

Contoh: jika indeks biasan udara adalah 1.0, indeks biasan salutan (contoh: 1.5), indeks biasan kaca n (contoh: 1.8) (1) melalui udara terus ke dalam transmisi kaca = 4 x 1.0 x 1.8 2 / (1 + 1.8) = 91.84% (2) oleh udara ke salutan dan kemudian ke dalam transmisi kaca = [4 x 1.0 x 1.5 / (1 + 1.5) 2] x [4 * 1.5 * 1.8 ) / 2] = 95.2%

Kaca bersalut yang kelihatan akan meningkatkan transmisi cahaya. Sebagai tambahan kepada formula ini, kita dapat mengira cahaya menembusi kedua-dua belah lensa, mendapati bahawa sekeping indeks refraktif lensa yang cantik (1.8), penembusan sekitar 85%. Dengan lapisan (indeks biasan 1.5), penghantaran boleh mencapai 91%. Kepentingan salutan optikal dapat dilihat.

Ketebalan salutan

Kita sudah tahu bahawa transmisi berkaitan dengan indeks biasan salutan, tetapi kita tidak tahu tentang ketebalannya. Walau bagaimanapun, jika kita boleh bekerja pada ketebalan salutan, kita akan mendapati perbezaan di antara cahaya yang dicerminkan A dan cahaya yang ditunjukkan B. Jika nc x 2 d = (N + 1) lambda di mana N = 0,1, 2,3,4,5 ... Lambda untuk panjang gelombang cahaya di udara boleh menyebabkan cahaya yang mencerminkan gelombang panjang tertentu mempunyai kesan merosakkan, jadi warna cahaya yang tercermin untuk berubah. Sebagai contoh, jika ketebalan salutan yang disebabkan oleh pembatalan cahaya hijau, cahaya yang terang akan kelihatan merah. Banyak teleskop di pasaran yang kelihatan seperti kanta merah dibuat dengan menggunakan prinsip ini. Walaupun begitu, cahaya yang ditransmisikan bukanlah fenomena merah. Dalam banyak sistem optik kompleks, penekanan pantulan adalah kerja yang sangat penting. Oleh itu, ketebalan lapisan yang berbeza digunakan untuk menghilangkan cahaya frekuensi yang berlainan antara satu set lensa. Jadi yang lebih maju sistem optik, lebih banyak warna akan ditemui.

Bahan salutan optik

Bahan salutan optik biasa mempunyai jenis berikut:

1, magnesium fluorida

Ciri-ciri bahan: serbuk sistem kristal persegi tanpa warna, kesucian yang tinggi, dengan penyediaan lapisan optik boleh meningkatkan transmisi, tiada titik keruntuhan.

2, silika

Ciri-ciri bahan: tidak berwarna, kristal telus, takat lebur yang tinggi, kekerasan yang tinggi, kestabilan kimia yang baik. Dengan kemurnian tinggi, salutan Si02 berkualiti tinggi disediakan dengannya, dengan keadaan penyejatan yang baik dan tiada titik pecah. Menurut keperluan penggunaan dibahagikan kepada ultraviolet, inframerah dan cahaya yang boleh dilihat.

3, zirkonium oksida

Ciri-ciri bahan Putih berat dan amorf, indeks biasan tinggi dan rintangan suhu tinggi, kestabilan kimia, kesucian yang tinggi, dengan penyediaan lapisan zirkonia dengan kualiti yang tinggi, bukan titik keruntuhan.