Що таке оптичне покриття
Oct 11, 2018| Оптичне покриття-IKS PVD
Оптичне покриття - це процес нанесення на поверхню оптичних деталей тонкої плівки або багатошарової металевої (або середньої) тонкої плівки. Мета покриття оптичних частин полягає у зменшенні або збільшенні світлового відбиття, розщеплення пучка, кольороподілу, фільтрації та поляризації. Загальноприйняті методи покриття включають вакуумне покриття (своєрідне фізичне покриття) та хімічне покриття
Огляд
Покриття повинне використовувати фізико-хімічний метод у покритті поверхні матеріалу на прозорий шар електролітичної мембрани або покритий шаром металевої плівки, метою якого є зміна відбиття поверхні матеріалу та характеристик передачі. У межах видимого та інфрачервоного діапазонів більша частина відбивної здатності металу може досягати 78% ~ 98%, але не вище 98%. Обидва для CO2-лазера використання міді, молібдену, кремнію та германію тощо для створення рефлекторів, германію та арсеніду галію, селеніду цинку та оптичного елементу передачі як матеріалу вихідного вікна, або для лазерного лазера YAG приймають звичайне оптичне скло як дзеркало вихідне дзеркало та матеріал оптичного елемента передачі, не можуть задовольняти вимогам більше 99% загального дзеркала відбиття. Для різних застосувань необхідне різне пропускання вихідного дзеркала, тому необхідно використовувати метод оптичного покриття. Для CO2-лазера в смузі інфрачервоної хвилі найбільш часто використовуваний покривний матеріал з фторидом ітрію, фторидом, празеодимом, германієм тощо; Для ближнього інфрачервоного діапазону або видимої смуги лазерної лампи YAG загальні матеріали для нанесення покриттів включають сульфід цинку, фторид магнію, діоксид титану, діоксид цирконію та ін Крім високо віддзеркалювальних та напівпрозорих плівок, спеціальні плівки можуть бути розкриті, щоб відобразити одну довжину хвилі та передавати на іншу довжину хвилі, таку як спектроскопічна плівка в технології подвійної лазерної частоти.
Основний принцип оптичного покриття
Оптичні перешкоди широко використовуються в тонкоплівкових оптиках. Загальним методом оптичної технології тонких плівок є застосування тонкої плівки на скляній підкладці за допомогою вакуумного розпилення, яке використовується для контролю відбиття і пропускання основної пластини до падаючого променя для задоволення різних потреб. Щоб усунути втрати відбиття на поверхні оптичної частини та покращити якість зображення, покрита шаром або багатошаровою прозорою діелектричною плівкою. З розвитком лазерної технології існують різні вимоги до відбивної здатності та пропускання плівкового шару, що сприяє розвитку багатошарової плівки з високою відбивною плівкою та широкосмугової проникності. Для різних застосувань використовується високоотражательная плівка для отримання поляризуючої світлочутливої плівки, кольорового спектрофотометра, холодної плівки та інтерференційного фільтра тощо. Оптичні деталі після покриття поверхні, на мембранних шарах багаторазового відображення та передачі світла, утворення декількох інтерференційних променів та Контрольна плівка заломлення та товщина розподілу різної інтенсивності можна отримати, це основний принцип інтерференції в покритті.
Процес нанесення покриття
Тонічні оптичні плівки реалізуються в порожнинах з високим вакуумним покриттям. Стандартний процес нанесення покриття вимагає більш високої температури підкладки (як правило, близько 300 ℃ ); Більш просунуті методи, такі як IAD, можуть бути виконані при кімнатній температурі. Процес IAD не тільки виробляє плівки з кращими фізичними властивостями, ніж звичайні процеси покриття, але також можуть бути нанесені на пластикові підкладки. Вакуум основної системи складається з двох криогенних насосів. Контрольні модулі випаровування електронного пучка, осадження IAD, регулювання світла, регулювання нагрівача, вакуумного контролю та автоматичного управління процесом знаходяться на передній панелі розподільника.
Два джерела електронного знаряддя розташовані по обидві сторони підкладки, оточені круговою кришкою та покриті перегородкою. Джерело іонів знаходиться посередині, а вікно управління світлом знаходиться перед джерелом іонів. У верхній частині вакуумної камери вакуумна камера має планетарну систему з шістьма круговими світильниками. Фіксатор використовується для розміщення оптичного елемента з покриттям. Використання планетарних систем є найкращим методом для забезпечення рівномірного розподілу випарюваного матеріалу в зоні фіксації. Затискач обертається на загальній осі і обертається на власній осі. Оптичний контроль та керування кристалами знаходяться в середині механізму планетарного приводу. Велике отвір на задній поверхні призводить до приєднаного високого вакуумного насоса. Базова система опалення складається з чотирьох кварцових ламп, по дві на кожній стороні вакуумної камери.
Традиційним способом нанесення тонких плівок завжди було термічне випаровування або використання джерела випаровування нагрівання опору або джерела випаровування електронного променя. Властивості плівок переважно визначаються енергією осаджених атомів, а енергія атомів при традиційному випаровуванні становить лише близько 0,3 ев. Осадження IAD призводить до прямого осадження іонізованої пари і збільшує енергію активації для зростаючої плівки, як правило, в порядку 50еВ. Джерела іонів покращують властивості звичайного випаровування електронного пучка, вказуючи пучок від іонної пістолети на поверхню субстрату та зростаючу плівку. Оптичні властивості тонких плівок, такі як показник заломлення, поглинання та поріг лазера, переважно залежать від мікроструктури мембрани. Мікроструктуру плівок може впливати на залишковий тиск повітря та температуру підкладки. Якщо випаруваті атоми, що містять осадження, мають низьку ступінь міграції на поверхні основи, плівка буде мікропор. Оскільки плівка піддається вологому повітрю, ці пори поступово заповнюються вологою.
Густина наповнення визначається як відношення об'єму твердої частини плівки до загального об'єму плівки (у тому числі порожнеч і мікропор). Для оптичних тонких плівок густина заповнення зазвичай становить 0,75 ~ 1,0, більша частина якої становить 0,85 ~ 0,95 і рідко досягає 1,0. Густина наповнення менше, ніж l, робить показник заломлення випарюваного матеріалу нижчим, ніж у його блоці. У процесі осадження товщина кожного шару оптичним або кварцовим кришталевим монітором. Кожна з цих технологій має переваги та недоліки, які тут не обговорюються. Загальною точками є те, що коли матеріали випаровуються, вони використовуються у вакуумі. Тому показник заломлення є показником заломлення пароутворюючих матеріалів у вакуумі, а не показником заломлення матеріалів, що піддаються впливу вологого повітря. Вологість, поглиненна плівкою, замінює мікропори та междоусоби, що призводить до збільшення показника заломлення плівки. Оскільки фізична товщина плівки залишається незмінною, це збільшення показника заломлення супроводжується відповідним збільшенням оптичної товщини, що, в свою чергу, спричиняє спектральні характеристики плівки до напрямку довгих хвиль. Для зменшення спектрального дрейфу, викликаного обсягом і кількістю мікропор в мембранному шарі, іони високої енергії були використані для передачі їх імпульсу атомам випарного матеріалу, тим самим значно збільшуючи швидкість міграції атомів матеріалу під час конденсації на поверхні основи.
Коефіцієнт заломлення покриття
Згідно з основною теорією електромагнетизму, згадується передача та відображення різних середовищ. Якщо n1 перпендикулярно інциденту від середовища до n2, то коефіцієнт проникнення = [(n2 - n1) / (n1 + n2) ^ 2 = 4 n1n2 швидкість проникнення / (n1 + n2) ^ 2
Приклади: якщо показник заломлення повітря становить 1,0, показник заломлення покриття (наприклад: 1,5), nc показник заломлення стекла n (наприклад: 1,8) (1) повітря безпосередньо у пропускання скла = 4 x 1,0 x 1,8 2 / (1 + 1,8) = 91,84% (2) повітрям у покриття, а потім у пропускання скла = [4 х 1,0 х 1,5 / (1 + 1,5) 2] х [4 * 1,5 * 1,8 (1,5 + 1,8 ) / 2] = 95,2%
Видиме скло, що покривається, збільшить пропускання світла. На додаток до цієї формули ми можемо обчислити світло, що проникає по обидві сторони об'єктива, виявив, що навіть частина красивого індексу заломлення лінзи (1.8), проникність близько 85%. При покритті (показник заломлення 1,5) пропускна здатність може досягати 91%. Важливість оптичного покриття видно.
Товщина покриття
Ми вже знаємо, що пропускання пов'язано з показником заломлення покриття, але ми не знаємо про його товщину. Однак, якщо ми можемо працювати на товщину покриття, ми знайдемо різницю між відбитим світлом А і відбитим світлом Б. Якщо nc x 2 d = (N + 1/2) лямбда, де N = 0,1, 2,3,4,5 ... Лямбда для світлових довжин хвиль у повітрі може призвести до того, що відбите світло певних довжин хвиль має деструктивний ефект, тому колір відбитого світла повинен змінюватися. Наприклад, якщо товщина покриття, викликана скасуванням зеленого світла, відбитий світло з'явиться червоним. Багато телескопів на ринку, які виглядають як червоні лінзи, зроблені з використанням цього принципу. Навіть так, передається світло, не схильне червоним явищем. У багатьох складних оптичних системах придушення відбиття є дуже важливою роботою. Тому різну товщину покриття використовують для усунення відбитого світла різної частоти між набором лінз. Тож чим більше просунута оптична система, тим більше кольорів буде виявлено.
Матеріали оптичного покриття
Спільний матеріал оптичного покриття має наступні види:
1, фторид магнію
Матеріальні характеристики: безбарвна квадратна система кварцового порошку, висока чистота, при її підготовці оптичного покриття може покращити пропускання, відсутність точки колапсу.
2, кремнезем
Матеріальні характеристики: безбарвний, прозорий кришталь, висока температура плавлення, висока твердість, хороша хімічна стійкість. З високою чистотою, високоякісне Si02 покриття було підготовлено з ним, з хорошим випарним станом і без розриву. Відповідно до вимог використання ділять на ультрафіолетове, інфрачервоне та видиме світло.
3, оксид цирконію
Характеристика матеріалу Білий важкий та аморфний, високий показник заломлення та високотемпературна стійкість, хімічна стабільність, висока чистота, з його підготовкою високоякісного покриття з кольорового покриття, не є точкою розпаду.
