X'inhu kisi ottiku

Kisi ottiku-IKS PVD

Kisi ottiku huwa proċess ta 'kisi fuq il-wiċċ tal-partijiet ottiċi ta' film irqiq ta 'saff jew b'ħafna saffi (jew medju). L-għan tal-kisi ta 'partijiet ottiċi huwa li tnaqqas jew iżżid ir-rifless tad-dawl, il-qsim tar-raġġ, is-separazzjoni tal-kulur, filtru u polarizzazzjoni. Il-metodi ta 'kisi użati b'mod komuni jinkludu kisi bil-vakwu (tip ta' kisja fiżika) u kisi kimiku

Ħarsa ġenerali

Il-kisi huwa li juża metodu fiżiku jew kimiku fil-kisi tal-wiċċ tal-materjal fuq saff trasparenti ta 'membrana elettrolitika, jew miksi b'saff ta' film tal-metall, l-għan huwa li tinbidel ir-riflessjoni tal-materjal u l-karatteristiċi tat-trażmissjoni. Fl-ambitu tal-meded viżibbli u infrared, il-biċċa l-kbira tar-riflettività tal-metall tista 'tilħaq 78% ~ 98%, iżda mhux ogħla minn 98%. Kemm għall-laser CO2, l-użu tar-ramm, molibdenu, silikon u ġermanju, eċċ biex jagħmlu rifletturi, ġermanju u gallium arsenide, selenide taż-żingu u element ottiċi ta 'trażmissjoni bħala materjal tat-tieqa output, jew għal-laser YAG jadottaw ħġieġ ottiku ordinarju bħala mera, Mera ta 'produzzjoni u materjal ta' element ottiku ta 'trażmissjoni, ma tistax tissodisfa r-rekwiżiti ta' aktar minn 99% tal-mera totali ta 'riflessjoni. Applikazzjonijiet differenti jeħtieġu trasmissjoni differenti tal-mera tal-output, għalhekk il-metodu tal-kisi ottiku għandu jintuża. Għal-lejżer CO2 fil-medda tal-mewġ infra-aħmar, il-materjal ta 'kisi użat b'mod komuni b'ttyrior fluoride, fluoride, praseodymium, germanium, eċċ; Għall-medda infra-aħmar jew strixxa viżibbli tal-fanal tal-laser YAG, materjali tal-kisi komuni jinkludu sulfid taż-żingu, fluworidu tal-manjeżju, dijossidu tat-titanju, żirkonju, eċċ. Minbarra films ta 'riflettanza għolja u transluċenża, films speċjali jistgħu jkunu indurati biex jirriflettu wavelength waħda u jittrasmettu għal wavelength ieħor, bħall-film spettroskopiku fit-teknoloġija tal-irduppjar tal-frekwenza tal-lejżer.

Prinċipju bażiku ta 'kisi ottiku

L-interferenza ottika tintuża ħafna fl-ottika tal-film irqiq. Il-metodu komuni ta 'teknoloġija tal-film rqiq ottiku huwa li tiġi applikata film irqiq fuq sottostrat tal-ħġieġ permezz ta' sputtering fil-vakwu, li jintuża biex jikkontrolla r-riflettanza u t-trażmissjoni tal-pjanċa tal-bażi għar-raġġ ta 'l-inċident biex jilħaq bżonnijiet differenti. Sabiex jiġi eliminat it-telf ta 'riflessjoni fuq is-superfiċje tal-parti ottika u titjieb il-kwalità tal-immaġni, saff jew film dijelettriku trasparenti b'ħafna saffi huwa miksi. Bl-iżvilupp tat-teknoloġija tal-lejżer, hemm rekwiżiti differenti għar-riflettività u trasmissjoni tas-saff tal-film, li jippromwovi l-iżvilupp ta 'film ta' riflessjoni b'ħafna saffi u film tal-permeabilità tal-broadband. Għal diversi applikazzjonijiet, nużaw film ta 'rifless għoli biex nipproduċu polarizzanti ta' film li jirrifletti, spettrofotometru tal-kulur, film kiesaħ u filtru ta 'interferenza eċċ Partijiet ottiċi wara kisi tal-wiċċ, fuq is-saffi tal-membrana ta' riflessjoni multipla u trasmissjoni tad-dawl, il-formazzjoni ta ' indiċi refrattiv tal-film ta 'kontroll u ħxuna ta' distribuzzjoni ta 'intensità differenti jistgħu jinkisbu, dan huwa l-prinċipju bażiku ta' interferenza fil-kisi.

Proċess ta 'kisi

Films rqiqa ottiċi huma realizzati f'kavitajiet ta 'kisi b'vakwu għoli. Il-proċess ta 'kisi konvenzjonali jirrikjedi temperatura ta' sottostrat ogħla (normalment f'madwar 300 ℃ ); Jistgħu jsiru tekniki aktar avvanzati, bħal IAD, f'temperatura tal-kamra. Il-proċess IAD mhux biss jipproduċi films bi proprjetajiet fiżiċi aħjar minn proċessi ta 'kisi konvenzjonali, iżda jistgħu jiġu applikati wkoll għal sottostrati tal-plastik. Fil-vakwu, is-sistema prinċipali hija magħmula minn żewġ pompi krijoġeniċi. Il-moduli tal-kontroll tal-evaporazzjoni tar-raġġ tal-elettroni, id-depożizzjoni IAD, kontroll tad-dawl, kontroll tal-heater, kontroll vakwu u kontroll awtomatiku tal-proċess huma kollha fuq il-pannell ta 'quddiem tal-coater.

Iż-żewġ sorsi tal-kanali tal-elettroni jinsabu fuq iż-żewġ naħat tas-sottostrat, imdawwar b'kappun ċirkolari u mgħotti mill-baffle. Is-sors tal-joni jinsab fin-nofs, u t-tieqa tal-kontroll tad-dawl tkun fuq quddiem tas-sors tal-joni. Fil-quċċata tal-kamra tal-vakwu, il-kamra tal-vakwu għandha sistema planetarja b'sitt attrezzaturi ċirkulari. L-apparat huwa użat biex jitqiegħed l-element ottiku miksi. L-użu ta 'sistemi planetarji huwa l-metodu ppreferut biex tiġi żgurata d-distribuzzjoni uniformi ta' materjal evaporat fiż-żona tal-apparat. Il-morsa tiddawwar fuq assi komuni u tiddawwar fuq l-assi tagħha stess. Il-kontroll ottiku u l-kontroll tal-kristall huma fin-nofs tal-mekkaniżmu tas-sewqan planetarju. Il-ftuħ kbir fuq id-dahar iwassal għall-pompa tal-vakwu għolja mehmuża. Is-sistema ta 'tisħin bażi tikkonsisti f'erba' bozoz tal-kwarz, tnejn fuq kull naħa tal-kamra tal-vakwu.

Il-metodu tradizzjonali ta 'depożizzjoni tal-film irqiq dejjem kien evaporazzjoni termali jew bl-użu ta' sors ta 'evaporazzjoni tat-tisħin tar-reżistenza jew sors ta' evaporazzjoni ta 'raġġ ta' elettroni. Il-proprjetajiet tal-films huma prinċipalment determinati mill-enerġija tal-atomi depożitati, u l-enerġija tal-atomi fl-evaporazzjoni tradizzjonali hija biss madwar 0.1ev. Id-depożizzjoni ta 'l-IAD tirriżulta f'depożizzjoni diretta ta' fwar jonizzat u żżid l-enerġija ta 'l-attivazzjoni għall-film li qed jikber, normalment fl-ordni ta' 50eV. Is-sorsi tal-jonji jtejbu l-proprjetajiet tal-evaporazzjoni konvenzjonali tar-raġġ tal-elettroni billi jindikaw ir-raġġ mill-kanun tal-jone sal-wiċċ tas-sottostrat u l-pellikola tat-tkabbir. Il-karatteristiċi ottiċi tal-film irqiq, bħall-indiċi refrattiv, il-limitu ta 'assorbiment u l-ħsara tal-laser, jiddependu prinċipalment fuq il-mikrostruttura tal-membrana. Il-mikrostruttura tal-films tista 'tiġi affettwata mill-pressjoni ta' l-arja residwa u mit-temperatura tas-substrat. Jekk l-atomi depożitati bl-evaporazzjoni għandhom rata ta 'migrazzjoni baxxa fuq il-wiċċ tal-bażi, il-film ikun fih micropore. Peress li l-film huwa espost għal arja niedja, dawn il-pori gradwalment jimtlew bl-umdità.

Id-densità tal-mili hija definita bħala l-proporzjon tal-volum tal-porzjon solidu tal-film mal-volum totali tal-film (inklużi vojt u mikropore). Għal films rqaq ottiċi, id-densità tal-mili hija normalment 0.75 ~ 1.0, li ħafna minnhom huma 0.85 ~ 0.95 u rarament jilħqu 1.0. Id-densità tal-mili inqas minn l tagħmel l-indiċi refrattiv tal-materjal evaporat iktar baxx minn dak tal-blokka tiegħu. Fil-proċess tad-depożizzjoni, il-ħxuna ta 'kull saff b'monitoraġġ tal-kristall ottiku jew kwarz. Kull waħda minn dawn it-teknoloġiji għandha vantaġġi u żvantaġġi, li mhumiex diskussi hawn. Il-punt komuni huwa li meta l-materjali jiġu vaporizzati, jintużaw f'vakwu. Għalhekk, l-indiċi refrattiv huwa l-indiċi refrattiv tal-materjali vaporizzati f'vakwu, aktar milli l-indiċi refrattiv tal-materjali esposti għall-arja niedja. L-umdità assorbita mill-film tissostitwixxi l-mikropori u l-interstizzi, li jirriżulta f'indiċi refrattiv akbar tal-film. Peress li l-ħxuna fiżika tal-film tibqa 'mhux mibdula, din iż-żieda fl-indiċi rifrattiv hija akkumpanjata miż-żieda korrispondenti fil-ħxuna ottika, li min-naħa tagħha tikkawża li l-karatteristiċi spettrali tal-film jgħaddu lejn id-direzzjoni ta' mewġ twil. Sabiex titnaqqas id-devjazzjoni spettrali kkawżata mill-volum u l-kwantità ta 'micropores fis-saff tal-membrana, kienu użati jonji ta' enerġija għolja biex jittrasferixxu l-momentum tagħhom lejn l-atomi tal-materjal li jevapora, u b'hekk iżżid ħafna r-rata ta 'migrazzjoni tal-atomi tal-materjal waqt il-kondensazzjoni fil-wiċċ tal-qiegħ.

L-indiċi refrattiv tal-kisi

Skont it-teorija bażika tal-elettromanjetiżmu, huma msemmija t-trażmissjoni u r-riflessjoni ta 'midja differenti. Jekk n1 inċident perpendikulari mill-midja sa n2 jirrifletti = = [(n2 - n1) / (n1 + n2) ^ 2 = 4 rata ta 'penetrazzjoni n1n2 / (n1 + n2) ^ 2

Eżempji: jekk l-indiċi refrattiv ta 'l-arja huwa 1.0, l-indiċi refrattiv ta' kisi (per eżempju: 1.5), indiċi refrattiv nc tal-ħġieġ n (per eżempju: 1.8) (1) bl-ajru direttament fit-trasmissjoni tal-ħġieġ = 4 x 1.0 x 1.8 2 / (1 + 1.8) = 91.84% (2) bl-ajru fi kisi u mbagħad fit-trażmissjoni tal-ħġieġ = [4 x 1.0 x 1.5 / (1 + 1.5) 2] x [4 * 1.5 * 1.8 (1.5 + 1.8 ) / 2] = 95.2%

Ħġieġ miksi viżibbli se jżid it-trażmissjoni tad-dawl. Minbarra din il-formula, nistgħu nikkalkulaw li d-dawl jippenetra ż-żewġ naħat tal-lenti, sabet li anke biċċa tal-indiċi refrattiv tal-lenti sabiħa (1.8), il-penetrabilità ta 'madwar 85%. B'kisja (indiċi refrattiv ta '1.5), it-trażmissjoni tista' tilħaq 91%. L-importanza tal-kisja ottika tista 'tidher.

Ħxuna tal-kisi

Aħna diġà nafu li t-trażmissjoni hija relatata mal-indiċi refrattiv tal-kisi, iżda ma nafux dwar il-ħxuna tiegħu. Madankollu, jekk nistgħu naħdmu fuq il-ħxuna tal-kisi, se nsibu d-differenza bejn id-dawl rifless A u d-dawl rifless B. Jekk nc x 2 d = (N + 1/2) lambda fejn N = 0,1, 2,3,4,5 ... L-lambda għall-wavelengths tad-dawl fl-arja tista 'tikkawża li d-dawl rifless ta' tul ta 'mewġ speċifiku jkollu effett distruttiv, sabiex il-kulur tad-dawl rifless jinbidel. Per eżempju, jekk il-ħxuna tal-kisi kkawżat mill-kanċellazzjoni tad-dawl aħdar, id-dawl rifless jidher aħmar. Ħafna teleskopji fis-suq li jixbhu lentijiet ħomor huma magħmula bl-użu ta 'dan il-prinċipju. Anke hekk, id-dawl trasmess mhux slant fenomenu aħmar. F'ħafna sistemi ottiki kumplessi, is-soppressjoni tar-riflessjoni hija ħidma importanti ħafna. Għalhekk, il-ħxuna tal-kisi differenti tintuża biex telimina d-dawl rifless ta 'frekwenza differenti bejn sett ta' lentijiet. Allura l-aktar avvanzata is-sistema ottika, aktar kuluri se jinstabu.

Materjali ottiċi tal-kisi

Materjal ottiċi ta 'kisi komuni għandu dawn it-tipi li ġejjin:

1, fluworidu tal-manjeżju

Karatteristiċi tal-materjal: trab tas-sistema kwadru bla kulur, purità għolja, bil-preparazzjoni ta 'kisja ottika jista' jtejjeb it-trażmissjoni, l-ebda punt ta 'kollass.

2, silika

Karatteristiċi tal-materjal: kristall trasparenti bla kulur, punt tat-tidwib għoli, ebusija għolja, stabbiltà kimika tajba. Bi purità għolja, kisi ta 'kwalità għolja Si02 tħejja magħha, b'stat ta' evaporazzjoni tajjeb u l-ebda punt ta 'fqigħ. Skond ir-rekwiżiti ta 'l-użu jinqasmu dawl ultravjola, infrared u viżibbli.

3, ossidu taż-żirkonju

Karatteristiċi tal-materjal Indi abjad u amorfu, indiċi għoli ta 'rifrazzjoni u reżistenza għat-temperatura għolja, stabbilità kimika, purità għolja, bil-preparazzjoni tiegħu ta' kisi żirkonju b'kwalità għolja, mhux il-punt ta 'kollass.