1 Αρχές οπτικών φιλμ
Σε αυτό το άρθρο, θα εισαγάγουμε τις αρχές των οπτικών λεπτών μεμβρανών, του λογισμικού σχεδιασμού που χρησιμοποιείται συνήθως και της τεχνολογίας επίστρωσης.
Η βασική αρχή του γιατί οι οπτικές μεμβράνες μπορούν να επιτύχουν μοναδικές λειτουργίες όπως αντι-ανακλάση, υψηλή ανάκλαση ή διάσπαση φωτός είναι η παρεμβολή φωτός σε λεπτή μεμβράνη. Οι λεπτές μεμβράνες αποτελούνται συνήθως από μία ή περισσότερες ομάδες στρωμάτων υλικού υψηλού δείκτη διάθλασης και στρώματα υλικού χαμηλού δείκτη διάθλασης εναλλάξ επάλληλα. Αυτά τα υλικά στρώματος φιλμ είναι γενικά οξείδια, μέταλλα ή φθοριούχα. Ρυθμίζοντας τον αριθμό, το πάχος και τα διαφορετικά στρώματα φιλμ της μεμβράνης, η διαφορά στο δείκτη διάθλασης μεταξύ των στρωμάτων μπορεί να ρυθμίσει την παρεμβολή των ακτίνων φωτός μεταξύ των στρωμάτων φιλμ για να επιτευχθούν οι απαιτούμενες λειτουργίες.
Ας πάρουμε ως παράδειγμα μια κοινή αντιανακλαστική επίστρωση για να δείξουμε αυτό το φαινόμενο. Προκειμένου να μεγιστοποιηθούν ή να μειωθούν οι παρεμβολές, το οπτικό πάχος του στρώματος επίστρωσης είναι συνήθως 1/4 (QWOT) ή 1/2 (HWOT). Στο παρακάτω σχήμα, ο δείκτης διάθλασης του προσπίπτοντος μέσου είναι n0 και ο δείκτης διάθλασης του υποστρώματος είναι ns. Επομένως, μπορεί να υπολογιστεί μια εικόνα του δείκτη διάθλασης του υλικού φιλμ που μπορεί να δημιουργήσει συνθήκες ακύρωσης παρεμβολών. Η δέσμη φωτός που ανακλάται από την άνω επιφάνεια του στρώματος μεμβράνης είναι R1, Η δέσμη φωτός που ανακλάται από την κάτω επιφάνεια του φιλμ είναι R2. Όταν το οπτικό πάχος του φιλμ είναι 1/4 μήκους κύματος, η διαφορά οπτικής διαδρομής μεταξύ R1 και R2 είναι 1/2 μήκος κύματος και πληρούνται οι συνθήκες παρεμβολής, παράγοντας έτσι καταστροφική παρεμβολή παρεμβολής. Φαινόμενο.
Με αυτόν τον τρόπο, η ένταση της ανακλώμενης δέσμης γίνεται πολύ μικρή, επιτυγχάνοντας έτσι τον σκοπό της αντιανακλάσεως.
2 Λογισμικό σχεδίασης οπτικών λεπτών φιλμ
Προκειμένου να διευκολυνθούν οι τεχνικοί να σχεδιάσουν συστήματα φιλμ που πληρούν διάφορες συγκεκριμένες λειτουργίες, έχει αναπτυχθεί λογισμικό σχεδιασμού λεπτών φιλμ. Το λογισμικό σχεδιασμού ενσωματώνει συνήθως χρησιμοποιούμενα υλικά επίστρωσης και τις παραμέτρους τους, αλγόριθμους προσομοίωσης και βελτιστοποίησης στρώματος φιλμ και λειτουργίες ανάλυσης, διευκολύνοντας τους τεχνικούς να αναπτύξουν και να αναλύσουν. Διάφορα συστήματα φιλμ. Το λογισμικό σχεδιασμού ταινιών που χρησιμοποιείται συνήθως είναι το εξής:
A.TFCalc
Το TFCalc είναι ένα καθολικό εργαλείο για σχεδιασμό και ανάλυση οπτικού λεπτού φιλμ. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη σχεδίαση διαφόρων τύπων συστημάτων αντιανακλαστικής, υψηλής ανάκλασης, διέλευσης ζώνης, φασματοσκοπίας, φάσης και άλλων συστημάτων φιλμ. Το TFCalc μπορεί να σχεδιάσει ένα σύστημα φιλμ διπλής όψης σε ένα υπόστρωμα, με έως και 5.000 στρώματα φιλμ σε μία μόνο επιφάνεια. Υποστηρίζει την εισαγωγή τύπων στοίβας φιλμ και μπορεί να προσομοιώσει διάφορους τύπους φωτισμού: όπως δέσμες κώνου, τυχαίες δέσμες ακτινοβολίας κ.λπ. Δεύτερον, το λογισμικό έχει ορισμένες λειτουργίες βελτιστοποίησης και μπορεί να χρησιμοποιήσει μεθόδους όπως ακραίες τιμές και μεθόδους μεταβλητής παραμέτρους ανακλαστικότητας, διαπερατότητας, απορρόφησης, φάσης, ελλειψομετρίας και άλλοι στόχοι του συστήματος φιλμ. Το λογισμικό ενσωματώνει διάφορες λειτουργίες ανάλυσης, όπως ανακλαστικότητα, διαπερατότητα, απορρόφηση, ανάλυση παραμέτρων ελλειψομετρίας, καμπύλη κατανομής έντασης ηλεκτρικού πεδίου, ανάκλαση συστήματος φιλμ και ανάλυση χρώματος μετάδοσης, υπολογισμός καμπύλης ελέγχου κρυστάλλου, ανάλυση ανοχής και ευαισθησίας στρώματος φιλμ, ανάλυση απόδοσης κ.λπ. Η διεπαφή λειτουργίας του TFCalc είναι η εξής:
Στη διεπαφή λειτουργίας που φαίνεται παραπάνω, εισάγοντας παραμέτρους και οριακές συνθήκες και βελτιστοποιώντας, μπορείτε να αποκτήσετε ένα σύστημα φιλμ που καλύπτει τις ανάγκες σας. Η λειτουργία είναι σχετικά απλή και εύκολη στη χρήση.
Β. Ουσιαστικό Macleod
Το Essential Macleod είναι ένα πλήρες πακέτο λογισμικού ανάλυσης και σχεδίασης οπτικών φιλμ με μια πραγματική διεπαφή λειτουργίας πολλαπλών εγγράφων. Μπορεί να καλύψει διάφορες απαιτήσεις στο σχεδιασμό οπτικής επίστρωσης, από απλές μεμβράνες μονής στρώσης έως αυστηρές φασματοσκοπικές μεμβράνες. , μπορεί επίσης να αξιολογήσει τα φίλτρα πολυπλεξίας διαίρεσης μήκους κύματος (WDM) και πολυπλεξίας με διαίρεση πυκνού μήκους κύματος (DWDM). Μπορεί να σχεδιάσει από την αρχή ή να βελτιστοποιήσει τα υπάρχοντα σχέδια και μπορεί να ερευνήσει σφάλματα στο σχέδιο. Είναι πλούσιο σε λειτουργίες και ισχυρό.
Η διεπαφή σχεδιασμού του λογισμικού φαίνεται στο παρακάτω σχήμα:
Γ. OptiLayer
Το λογισμικό OptiLayer υποστηρίζει όλη τη διαδικασία των οπτικών λεπτών μεμβρανών: παράμετροι - σχεδιασμός - παραγωγή - ανάλυση αντιστροφής. Περιλαμβάνει τρία μέρη: OptiLayer, OptiChar και OptiRE. Υπάρχει επίσης μια βιβλιοθήκη δυναμικής σύνδεσης OptiReOpt (DLL) που μπορεί να βελτιώσει τις λειτουργίες του λογισμικού.
Το OptiLayer εξετάζει τη συνάρτηση αξιολόγησης από σχεδιασμό σε στόχο, επιτυγχάνει τον στόχο σχεδιασμού μέσω βελτιστοποίησης και εκτελεί ανάλυση σφαλμάτων πριν από την παραγωγή. Το OptiChar εξετάζει τη συνάρτηση διαφοράς μεταξύ των φασματικών χαρακτηριστικών του υλικού στρώματος και των μετρούμενων φασματικών χαρακτηριστικών του κάτω από διάφορους σημαντικούς παράγοντες στη θεωρία λεπτής μεμβράνης και αποκτά ένα καλύτερο και ρεαλιστικό μοντέλο υλικού στρώματος και την επίδραση κάθε παράγοντα στον τρέχοντα σχεδιασμό, επισημαίνοντας τη χρήση Τι παράγοντες πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά το σχεδιασμό αυτού του στρώματος υλικών; Το OptiRE εξετάζει τα φασματικά χαρακτηριστικά του σχεδιαστικού μοντέλου και τα φασματικά χαρακτηριστικά του μοντέλου που μετρήθηκαν πειραματικά μετά την παραγωγή. Μέσω της μηχανικής αναστροφής, λαμβάνουμε ορισμένα σφάλματα που δημιουργούνται κατά την παραγωγή και τα τροφοδοτούμε πίσω στη διαδικασία παραγωγής για να καθοδηγήσουμε την παραγωγή. Οι παραπάνω ενότητες μπορούν να συνδεθούν μέσω της λειτουργίας βιβλιοθήκης δυναμικής σύνδεσης, πραγματοποιώντας έτσι λειτουργίες όπως ο σχεδιασμός, η τροποποίηση και η παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο σε μια σειρά διαδικασιών από το σχεδιασμό ταινιών έως την παραγωγή.
3 Τεχνολογία επίστρωσης
Σύμφωνα με διαφορετικές μεθόδους επιμετάλλωσης, μπορεί να χωριστεί σε δύο κατηγορίες: τεχνολογία χημικής επίστρωσης και τεχνολογία φυσικής επίστρωσης. Η τεχνολογία χημικής επίστρωσης χωρίζεται κυρίως σε επιμετάλλωση με εμβάπτιση και επιμετάλλωση με ψεκασμό. Αυτή η τεχνολογία είναι πιο ρυπογόνος και έχει κακή απόδοση φιλμ. Σταδιακά αντικαθίσταται από μια νέα γενιά τεχνολογίας φυσικής επίστρωσης. Η φυσική επίστρωση πραγματοποιείται με εξάτμιση υπό κενό, επίστρωση ιόντων κ.λπ. Η επίστρωση κενού είναι μια μέθοδος εξάτμισης (ή διασκορπισμού) μετάλλων, ενώσεων και άλλων υλικών μεμβράνης σε κενό για την απόθεσή τους στο υπόστρωμα που πρόκειται να επικαλυφθεί. Σε περιβάλλον κενού, ο εξοπλισμός επίστρωσης έχει λιγότερες ακαθαρσίες, οι οποίες μπορούν να αποτρέψουν την οξείδωση της επιφάνειας του υλικού και να συμβάλουν στη διασφάλιση της φασματικής ομοιομορφίας και της συνοχής του πάχους του φιλμ, επομένως χρησιμοποιείται ευρέως.
Υπό κανονικές συνθήκες, 1 ατμοσφαιρική πίεση είναι περίπου 10 προς την ισχύ των 5 Pa, και η πίεση αέρα που απαιτείται για την επίστρωση κενού είναι γενικά 10 προς την ισχύ 3 Pa και άνω, η οποία ανήκει στην επίστρωση υψηλού κενού. Στην επίστρωση κενού, η επιφάνεια των οπτικών εξαρτημάτων πρέπει να είναι πολύ καθαρή, επομένως ο θάλαμος κενού κατά την επεξεργασία πρέπει επίσης να είναι πολύ καθαρός. Επί του παρόντος, ο τρόπος για να αποκτήσετε ένα καθαρό περιβάλλον κενού είναι γενικά η χρήση της ηλεκτρικής σκούπας. Αντλίες διάχυσης λαδιού, Μια μοριακή αντλία ή αντλία συμπύκνωσης χρησιμοποιείται για την εξαγωγή κενού και τη λήψη περιβάλλοντος υψηλού κενού. Οι αντλίες διάχυσης λαδιού απαιτούν νερό ψύξης και αντλία υποστήριξης. Είναι μεγάλα σε μέγεθος και καταναλώνουν υψηλή ενέργεια, η οποία θα προκαλέσει ρύπανση στη διαδικασία επίστρωσης. Οι μοριακές αντλίες συνήθως απαιτούν μια αντλία υποστήριξης για να βοηθήσει στην εργασία τους και είναι ακριβές. Αντίθετα, οι αντλίες συμπύκνωσης δεν προκαλούν ρύπανση. , δεν απαιτεί αντλία υποστήριξης, έχει υψηλή απόδοση και καλή αξιοπιστία, επομένως είναι πιο κατάλληλο για επίστρωση οπτικού κενού. Ο εσωτερικός θάλαμος μιας κοινής μηχανής επίστρωσης κενού φαίνεται στο παρακάτω σχήμα:
Στην επίστρωση κενού, το υλικό μεμβράνης πρέπει να θερμανθεί σε αέρια κατάσταση και στη συνέχεια να αποτεθεί στην επιφάνεια του υποστρώματος για να σχηματιστεί ένα στρώμα μεμβράνης. Σύμφωνα με τις διαφορετικές μεθόδους επιμετάλλωσης, μπορεί να χωριστεί σε τρεις τύπους: θέρμανση με θερμική εξάτμιση, θέρμανση με ψεκασμό και επιμετάλλωση ιόντων.
Η θέρμανση με θερμική εξάτμιση χρησιμοποιεί συνήθως σύρμα αντίστασης ή επαγωγή υψηλής συχνότητας για τη θέρμανση του χωνευτηρίου, έτσι ώστε το υλικό μεμβράνης στο χωνευτήριο να θερμαίνεται και να εξατμίζεται για να σχηματίσει μια επικάλυψη.
Η θέρμανση διασκορπισμού χωρίζεται σε δύο τύπους: τη θέρμανση με δέσμη ιόντων και τη θέρμανση με ψεκασμό με μάγνητρο. Η θέρμανση με εκτόξευση δέσμης ιόντων χρησιμοποιεί ένα πιστόλι ιόντων για να εκπέμπει μια δέσμη ιόντων. Η δέσμη ιόντων βομβαρδίζει τον στόχο σε μια συγκεκριμένη γωνία πρόσπτωσης και εκτοξεύει το επιφανειακό του στρώμα. άτομα, τα οποία εναποτίθενται στην επιφάνεια του υποστρώματος για να σχηματίσουν ένα λεπτό φιλμ. Το κύριο μειονέκτημα της εκτόξευσης δέσμης ιόντων είναι ότι η περιοχή που βομβαρδίζεται στην επιφάνεια στόχο είναι πολύ μικρή και ο ρυθμός εναπόθεσης είναι γενικά χαμηλός. Η θέρμανση με διασκορπισμό μαγνητρονίων σημαίνει ότι τα ηλεκτρόνια επιταχύνονται προς το υπόστρωμα υπό τη δράση ενός ηλεκτρικού πεδίου. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, τα ηλεκτρόνια συγκρούονται με άτομα αερίου αργού, ιονίζοντας μεγάλο αριθμό ιόντων αργού και ηλεκτρονίων. Τα ηλεκτρόνια πετούν προς το υπόστρωμα και τα ιόντα αργού θερμαίνονται από το ηλεκτρικό πεδίο. Ο στόχος επιταχύνεται και βομβαρδίζεται υπό τη δράση του στόχου και τα ουδέτερα άτομα στόχου στον στόχο εναποτίθενται στο υπόστρωμα για να σχηματίσουν ένα φιλμ. Η εκτόξευση μαγνητρονίων χαρακτηρίζεται από υψηλό ρυθμό σχηματισμού φιλμ, χαμηλή θερμοκρασία υποστρώματος, καλή πρόσφυση μεμβράνης και μπορεί να επιτύχει επίστρωση μεγάλης περιοχής.
Η επιμετάλλωση ιόντων αναφέρεται σε μια μέθοδο που χρησιμοποιεί εκκένωση αερίου για μερικό ιονισμό αερίου ή εξατμιζόμενων ουσιών και εναποθέτει εξατμισμένες ουσίες σε ένα υπόστρωμα υπό βομβαρδισμό ιόντων αερίων ή ιόντων εξατμισμένης ουσίας. Η επιμετάλλωση ιόντων είναι ένας συνδυασμός τεχνολογίας εξάτμισης υπό κενό και ψεκασμού. Συνδυάζει τα πλεονεκτήματα των διαδικασιών εξάτμισης και ψεκασμού και μπορεί να επικαλύψει τα τεμάχια εργασίας με πολύπλοκα συστήματα φιλμ.
4 Συμπέρασμα
Σε αυτό το άρθρο, εισάγουμε πρώτα τις βασικές αρχές των οπτικών φιλμ. Ρυθμίζοντας τον αριθμό και το πάχος της μεμβράνης και τη διαφορά στο δείκτη διάθλασης μεταξύ διαφορετικών στρωμάτων φιλμ, μπορούμε να επιτύχουμε την παρεμβολή δέσμης φωτός μεταξύ των στρωμάτων φιλμ, λαμβάνοντας έτσι την απαιτούμενη λειτουργία στρώματος φιλμ. Αυτό το άρθρο παρουσιάζει στη συνέχεια το λογισμικό σχεδιασμού ταινιών που χρησιμοποιείται συνήθως για να δώσει σε όλους μια προκαταρκτική κατανόηση του σχεδιασμού ταινιών. Στο τρίτο μέρος του άρθρου, δίνουμε μια λεπτομερή εισαγωγή στην τεχνολογία επίστρωσης, εστιάζοντας στην τεχνολογία επικάλυψης κενού που χρησιμοποιείται ευρέως στην πράξη. Πιστεύω ότι διαβάζοντας αυτό το άρθρο, όλοι θα κατανοήσουν καλύτερα την οπτική επίστρωση. Στο επόμενο άρθρο, θα μοιραστούμε τη μέθοδο δοκιμής επίστρωσης των επικαλυμμένων εξαρτημάτων, οπότε μείνετε συντονισμένοι.
Επαφή:
Email:info@pliroptics.com ;
Τηλέφωνο/Whatsapp/Wechat:86 19013265659
ιστός:www.pliroptics.com
Προσθήκη:Κτίριο 1, Νο. 1558, δρόμος πληροφοριών, Qingbaijiang, Chengdu, Sichuan, Κίνα
Ώρα δημοσίευσης: Απρ-10-2024
