1 Az optikai filmek alapelvei
Ebben a cikkben bemutatjuk az optikai vékonyfilmek alapelveit, az általánosan használt tervezőszoftvert és a bevonási technológiát.
Az alapelve annak, hogy az optikai filmek miért képesek olyan egyedi funkciókat elérni, mint a tükröződésmentesség, a nagy visszaverődés vagy a fényhasadás, a fény vékonyréteg-interferenciája. A vékony filmek általában nagy törésmutatójú anyagrétegek és alacsony törésmutatójú anyagrétegek egy vagy több csoportjából állnak, amelyek felváltva helyezkednek el. Ezek a filmréteg anyagok általában oxidok, fémek vagy fluoridok. A fólia számának, vastagságának és különböző filmrétegeinek beállításával a rétegek közötti törésmutató-különbség szabályozhatja a fóliarétegek közötti fénysugarak interferenciáját a kívánt funkciók elérése érdekében.
Vegyünk példának egy általános tükröződésgátló bevonatot a jelenség illusztrálására. Az interferencia maximalizálása vagy csökkentése érdekében a bevonatréteg optikai vastagsága általában 1/4 (QWOT) vagy 1/2 (HWOT). Az alábbi ábrán a beeső közeg törésmutatója n0, a hordozó törésmutatója ns. Ezért kiszámítható egy kép a filmanyag törésmutatójáról, amely zavarkioltási feltételeket hozhat létre. A filmréteg felső felületéről visszavert fénysugár R1, A film alsó felületéről visszavert fénysugár R2. Ha a fólia optikai vastagsága 1/4 hullámhossz, az R1 és R2 közötti optikai útkülönbség 1/2 hullámhossz, és az interferencia feltételei teljesülnek, így interferencia destruktív interferencia keletkezik. Jelenség.
Ily módon a visszavert sugár intenzitása nagyon kicsivé válik, ezáltal eléri a tükröződésmentesség célját.
2 Optikai vékonyréteg tervező szoftver
Annak érdekében, hogy megkönnyítsék a technikusok számára a különféle speciális funkcióknak megfelelő fóliarendszerek tervezését, vékonyréteg-tervező szoftvert fejlesztettek ki. A tervezőszoftver integrálja az általánosan használt bevonóanyagokat és azok paramétereit, a filmréteg szimulációs és optimalizálási algoritmusait és elemzési funkciókat, megkönnyítve a technikusok számára a fejlesztést és elemzést. Különféle filmrendszerek. Az általánosan használt filmtervező szoftverek a következők:
A.TFCalc
A TFCalc egy univerzális eszköz az optikai vékonyréteg-tervezéshez és elemzéshez. Használható különféle típusú tükröződésgátló, nagy reflexiós, sáváteresztő, spektroszkópiai, fázis- és egyéb filmrendszerek tervezésére. A TFCalc kétoldalas filmrendszert tud tervezni egy hordozóra, akár 5000 filmréteggel egyetlen felületen. Támogatja a filmköteg-képletek bevitelét, és különféle típusú világítást képes szimulálni: például kúpos nyalábokat, véletlenszerű sugárzási nyalábokat stb. Másodszor, a szoftver rendelkezik bizonyos optimalizálási funkciókkal, és olyan módszereket is használhat, mint a szélsőséges érték és a variációs módszerek a világítás optimalizálására. fényvisszaverő képesség, áteresztőképesség, abszorbancia, fázis, ellipszometriai paraméterek és a filmrendszer egyéb céljai. A szoftver integrálja a különféle elemzési funkciókat, mint például a visszaverőképesség, az áteresztőképesség, az abszorbancia, az ellipszometriai paraméterek elemzése, az elektromos térintenzitás eloszlási görbéje, a filmrendszer reflexiós és átviteli színelemzése, a kristályvezérlési görbe számítása, a filmréteg tolerancia és érzékenység elemzése, a hozamelemzés stb. A TFCalc kezelőfelülete a következő:
A fent látható kezelőfelületen a paraméterek és peremfeltételek megadásával és optimalizálással az Ön igényeinek megfelelő fóliarendszert kaphat. A művelet viszonylag egyszerű és könnyen használható.
B. Essential Macleod
Az Essential Macleod egy teljes optikai filmelemző és -tervező szoftvercsomag valódi többdokumentum-kezelő felülettel. Az optikai bevonat kialakításában különféle követelményeknek tud megfelelni, az egyszerű egyrétegű filmektől a szigorú spektroszkópiai filmekig. , képes kiértékelni a hullámhosszosztásos multiplexelés (WDM) és a sűrű hullámhosszosztásos multiplexelés (DWDM) szűrőket is. A semmiből tervezhet vagy optimalizálhatja a meglévő terveket, és felmérheti a tervezési hibákat. Funkciókban gazdag és erős.
A szoftver tervezési felülete az alábbi ábrán látható:
C. OptiLayer
Az OptiLayer szoftver támogatja az optikai vékonyrétegek teljes folyamatát: paraméterek - tervezés - gyártás - inverziós elemzés. Három részből áll: OptiLayer, OptiChar és OptiRE. Van egy OptiReOpt dinamikus hivatkozási könyvtár (DLL), amely javíthatja a szoftver funkcióit.
Az OptiLayer megvizsgálja az értékelési funkciót a tervezéstől a célig, optimalizálással eléri a tervezési célt, és gyártás előtti hibaelemzést végez. Az OptiChar megvizsgálja a réteganyag spektrális jellemzői és mért spektrális jellemzői közötti különbségfüggvényt a vékonyréteg-elmélet különböző fontos tényezői között, és jobb és valósághűbb réteganyag-modellt kap, valamint az egyes tényezők hatását a jelenlegi tervezésre, rámutatva a felhasználásra. tényezőket kell figyelembe venni ennek az anyagrétegnek a kialakításakor? Az OptiRE a tervezési modell spektrális jellemzőit és a modell gyártás után kísérletileg mért spektrális jellemzőit vizsgálja. A mérnöki inverzió révén megkapjuk a gyártás során keletkezett hibákat, és visszacsatoljuk a gyártási folyamatba a gyártás irányításához. A fenti modulok a dinamikus linkkönyvtár funkción keresztül összekapcsolhatók, így olyan funkciókat valósíthatunk meg, mint a tervezés, a módosítás és a valós idejű monitorozás a filmtervezéstől a gyártásig.
3 Bevonattechnika
Különböző bevonási módszerek szerint két kategóriába sorolható: kémiai bevonási technológia és fizikai bevonási technológia. A kémiai bevonat technológiája elsősorban merítési és permetezéses bevonatokra oszlik. Ez a technológia környezetszennyezőbb, és gyenge a film teljesítménye. Fokozatosan felváltja a fizikai bevonattechnológia új generációja. A fizikai bevonat vákuumpárologtatással, ionozással stb. történik. A vákuumbevonat fémek, vegyületek és egyéb filmanyagok vákuumban történő elpárologtatására (vagy porlasztására) szolgáló módszer, amellyel a bevonandó hordozóra kerül felhordásra. Vákuumos környezetben a bevonóberendezések kevesebb szennyeződést tartalmaznak, ami megakadályozhatja az anyag felületének oxidációját, és hozzájárulhat a film spektrális egyenletességének és vastagságának konzisztenciájának biztosításához, ezért széles körben használják.
Normál körülmények között az 1 atmoszférikus nyomás körülbelül 10-5 Pa teljesítményig, a vákuumbevonathoz szükséges légnyomás általában 10-től 3 Pa-ig, ami a nagyvákuumú bevonathoz tartozik. Vákuumos bevonatnál az optikai alkatrészek felületének nagyon tisztának kell lennie, így a vákuumkamrának is nagyon tisztának kell lennie a feldolgozás során. Jelenleg a tiszta vákuumkörnyezet elérésének módja általában a porszívózás. Olajdiffúziós szivattyúk, Molekuláris szivattyút vagy kondenzációs szivattyút használnak a vákuum kivonására és a nagyvákuumú környezet kialakítására. Az olajdiffúziós szivattyúkhoz hűtővízre és támszivattyúra van szükség. Nagy méretűek és sok energiát fogyasztanak, ami szennyezi a bevonási folyamatot. A molekuláris szivattyúkhoz általában szükség van egy háttérszivattyúra, amely segíti munkájukat, és drágák. Ezzel szemben a kondenzációs szivattyúk nem okoznak szennyezést. , nem igényel kitámasztó szivattyút, nagy hatásfokkal és jó megbízhatósággal rendelkezik, ezért optikai vákuum bevonatolásra a legalkalmasabb. Egy közös vákuumbevonatoló gép belső kamrája az alábbi ábrán látható:
A vákuumbevonatnál a filmanyagot gáz halmazállapotúvá kell melegíteni, majd a hordozó felületére le kell vinni, hogy filmréteget képezzenek. A különböző bevonási módszerek szerint három típusra osztható: hőpárologtatásos fűtés, porlasztásos fűtés és ionos bevonat.
A hőpárologtatásos fűtés általában ellenálláshuzalt vagy nagyfrekvenciás indukciót használ a tégely felmelegítésére, így a tégelyben lévő filmanyag felmelegszik és elpárolog, és bevonatot képez.
A porlasztásos fűtés két típusra oszlik: ionsugár-porlasztásos fűtésre és magnetronporlasztásos fűtésre. Az ionsugaras porlasztásos fűtés ionpisztolyt használ az ionsugár kibocsátására. Az ionsugár egy bizonyos beesési szögben bombázza a célpontot, és kifújja a felületi rétegét. atomok, amelyek lerakódnak a szubsztrát felületére, és vékony filmet képeznek. Az ionsugaras porlasztás fő hátránya, hogy a célfelületen túl kicsi a bombázott terület, és általában alacsony a lerakódási sebesség. A mágnesporlasztásos fűtés azt jelenti, hogy az elektronok elektromos tér hatására felgyorsulnak a hordozó felé. E folyamat során az elektronok argon gázatomokkal ütköznek, nagyszámú argoniont és elektront ionizálva. Az elektronok a szubsztrát felé repülnek, és az argonionokat az elektromos tér felmelegíti. A célpont hatása alatt a célpontot felgyorsítják és bombázzák, és a célpontban lévő semleges célatomok a szubsztrátumon lerakódnak, és filmet képeznek. A mágneses porlasztást nagy filmképződési sebesség, alacsony hordozóhőmérséklet, jó filmtapadás jellemzi, és nagy felületű bevonat érhető el.
Az ionozás olyan módszerre utal, amely gázkisülést használ a gáz vagy az elpárolgott anyagok részleges ionizálására, és az elpárolgott anyagokat lerakja egy hordozóra gázionok vagy elpárolgott anyagionok bombázása alatt. Az ionozás a vákuumpárologtatás és a porlasztásos technológia kombinációja. Egyesíti a párologtatási és porlasztási eljárások előnyeit, és képes bevonni a munkadarabokat összetett filmrendszerekkel.
4 Következtetés
Ebben a cikkben először bemutatjuk az optikai filmek alapelveit. A fólia darabszámának és vastagságának, valamint a különböző filmrétegek közötti törésmutató különbségének beállításával elérhetjük a fóliarétegek közötti fénysugarak interferenciáját, ezáltal a szükséges Filmréteg funkciót. Ez a cikk azután bemutatja a gyakran használt filmtervező szoftvereket, hogy mindenki előzetesen megértse a filmtervezést. A cikk harmadik részében részletesen bemutatjuk a bevonatolási technológiát, a gyakorlatban elterjedt vákuumos bevonatolási technológiára fókuszálva. Úgy gondolom, hogy a cikk elolvasásával mindenki jobban megérti az optikai bevonatot. A következő cikkben megosztjuk a bevont komponensek bevonatvizsgálati módszerét, ezért maradjon velünk.
Érintkezés:
Email:info@pliroptics.com ;
Telefon/Whatsapp/Wechat:86 19013265659
Hozzáadás: 1. épület, No.1558, hírszerző út, Qingbaijiang, Chengdu, Sichuan, Kína
Feladás időpontja: 2024.04.10
