1 Օպտիկական ֆիլմերի սկզբունքները
Այս հոդվածում մենք կներկայացնենք օպտիկական բարակ թաղանթների, սովորաբար օգտագործվող նախագծային ծրագրերի և ծածկույթի տեխնոլոգիայի սկզբունքները:
Հիմնական սկզբունքը, թե ինչու օպտիկական թաղանթները կարող են հասնել եզակի գործառույթների, ինչպիսիք են հակաարտացոլումը, բարձր արտացոլումը կամ լույսի պառակտումը, դա լույսի բարակ թաղանթով միջամտությունն է: Բարակ թաղանթները սովորաբար կազմված են մեկ կամ մի քանի խմբերից բարձր բեկման ինդեքսով նյութական շերտերից և ցածր բեկման ինդեքսով նյութական շերտերից՝ հերթափոխով: Այս թաղանթաշերտի նյութերը հիմնականում օքսիդներ, մետաղներ կամ ֆտորիդներ են: Սահմանելով թաղանթի քանակը, հաստությունը և տարբեր թաղանթի շերտերը, շերտերի միջև բեկման ինդեքսների տարբերությունը կարող է կարգավորել լուսային ճառագայթների միջամտությունը ֆիլմի շերտերի միջև՝ պահանջվող գործառույթները ստանալու համար:
Այս երևույթը լուսաբանելու համար որպես օրինակ վերցնենք սովորական հակաարտացոլային ծածկույթը: Միջամտությունը առավելագույնի հասցնելու կամ նվազեցնելու համար ծածկույթի շերտի օպտիկական հաստությունը սովորաբար կազմում է 1/4 (QWOT) կամ 1/2 (HWOT): Ստորև բերված նկարում անկման միջավայրի բեկման ինդեքսը n0 է, իսկ սուբստրատի բեկման ինդեքսը ns է: Հետևաբար, կարելի է հաշվարկել ֆիլմի նյութի բեկման ցուցիչի պատկերը, որը կարող է առաջացնել միջամտության չեղարկման պայմաններ: Ֆիլմի շերտի վերին մակերևույթով արտացոլված լույսի ճառագայթը R1 է, Ֆիլմի ստորին մակերեսով արտացոլված լույսի ճառագայթը R2 է: Երբ ֆիլմի օպտիկական հաստությունը 1/4 ալիքի երկարություն է, R1-ի և R2-ի միջև օպտիկական ուղու տարբերությունը 1/2 ալիքի երկարություն է, և միջամտության պայմանները բավարարված են, այդպիսով առաջացնելով միջամտության կործանարար միջամտություն: Երևույթ.
Այսպիսով, արտացոլված ճառագայթի ինտենսիվությունը դառնում է շատ փոքր, դրանով իսկ հասնելով հակաարտացոլման նպատակին:
2 Օպտիկական բարակ թաղանթների նախագծման ծրագրակազմ
Տեխնիկներին հեշտացնելու համար նախագծել ֆիլմերի համակարգեր, որոնք համապատասխանում են տարբեր հատուկ գործառույթներին, մշակվել է բարակ թաղանթների նախագծման ծրագրակազմ: Դիզայնի ծրագրաշարը միավորում է սովորաբար օգտագործվող ծածկույթի նյութերը և դրանց պարամետրերը, ֆիլմի շերտի մոդելավորման և օպտիմալացման ալգորիթմները և վերլուծության գործառույթները՝ հեշտացնելով տեխնիկների մշակումն ու վերլուծությունը: Տարբեր ֆիլմերի համակարգեր: Ֆիլմի նախագծման սովորաբար օգտագործվող ծրագրերը հետևյալն են.
A.TFCalc
TFCalc-ը ունիվերսալ գործիք է օպտիկական բարակ թաղանթների նախագծման և վերլուծության համար: Այն կարող է օգտագործվել տարբեր տեսակի հակաարտացոլման, բարձր անդրադարձման, ժապավենային, սպեկտրոսկոպիկ, փուլային և այլ թաղանթային համակարգերի նախագծման համար: TFCalc-ը կարող է նախագծել երկկողմանի թաղանթային համակարգ սուբստրատի վրա՝ մեկ մակերեսի վրա մինչև 5000 թաղանթաշերտով: Այն աջակցում է ֆիլմերի կույտի բանաձևերի մուտքագրմանը և կարող է մոդելավորել տարբեր տեսակի լուսավորություն, ինչպիսիք են կոնի ճառագայթները, պատահական ճառագայթման ճառագայթները և այլն: Երկրորդ, ծրագրաշարն ունի որոշակի օպտիմալացման գործառույթներ և կարող է օգտագործել այնպիսի մեթոդներ, ինչպիսիք են ծայրահեղ արժեքը և փոփոխական մեթոդները օպտիմալացնելու համար: արտացոլման, հաղորդունակության, կլանման, փուլի, էլիպսոմետրիայի պարամետրերը և ֆիլմի համակարգի այլ թիրախներ: Ծրագիրը ինտեգրում է վերլուծության տարբեր գործառույթներ, ինչպիսիք են անդրադարձումը, հաղորդունակությունը, կլանումը, էլիպսոմետրիայի պարամետրի վերլուծությունը, էլեկտրական դաշտի ինտենսիվության բաշխման կորը, ֆիլմի համակարգի արտացոլումը և փոխանցման գույնի վերլուծությունը, բյուրեղային հսկողության կորի հաշվարկը, թաղանթի շերտի հանդուրժողականության և զգայունության վերլուծությունը, եկամտաբերության վերլուծությունը և այլն: TFCalc-ի գործառնական ինտերֆեյսը հետևյալն է.
Վերևում ցուցադրված գործառնական ինտերֆեյսում, մուտքագրելով պարամետրեր և սահմանային պայմաններ և օպտիմալացնելով, դուք կարող եք ստանալ ֆիլմի համակարգ, որը համապատասխանում է ձեր կարիքներին: Գործողությունը համեմատաբար պարզ է և հեշտ օգտագործման համար:
B. Essential Macleod
Essential Macleod-ը օպտիկական ֆիլմերի վերլուծության և նախագծման ամբողջական ծրագրային փաթեթ է՝ իրական բազմափաստաթղթային գործողության ինտերֆեյսով: Այն կարող է բավարարել օպտիկական ծածկույթի ձևավորման տարբեր պահանջներ՝ պարզ միաշերտ թաղանթներից մինչև խիստ սպեկտրոսկոպիկ թաղանթներ: , այն կարող է նաև գնահատել ալիքի երկարության բաժանման մուլտիպլեքսավորման (WDM) և խիտ ալիքի երկարության բաժանման մուլտիպլեքսավորման (DWDM) զտիչները։ Այն կարող է զրոյից նախագծել կամ օպտիմալացնել առկա նախագծերը և կարող է ուսումնասիրել դիզայնի սխալները: Այն հարուստ է գործառույթներով և հզոր:
Ծրագրաշարի դիզայնի ինտերֆեյսը ներկայացված է ստորև բերված նկարում.
C. OptiLayer
OptiLayer ծրագրակազմն աջակցում է օպտիկական բարակ թաղանթների ողջ գործընթացին` պարամետրեր - դիզայն - արտադրություն - ինվերսիոն վերլուծություն: Այն ներառում է երեք մաս՝ OptiLayer, OptiChar և OptiRE: Կա նաև OptiReOpt դինամիկ հղումների գրադարան (DLL), որը կարող է բարելավել ծրագրաշարի գործառույթները:
OptiLayer-ը ուսումնասիրում է գնահատման գործառույթը դիզայնից թիրախ, հասնում է նախագծման նպատակին օպտիմալացման միջոցով և կատարում է նախաարտադրության սխալների վերլուծություն: OptiChar-ը ուսումնասիրում է շերտի նյութի սպեկտրալ բնութագրերի և դրա չափված սպեկտրային բնութագրերի միջև տարբերությունը բարակ թաղանթների տեսության տարբեր կարևոր գործոնների ներքո, և ստանում է ավելի լավ և իրատեսական շերտի նյութի մոդել և յուրաքանչյուր գործոնի ազդեցությունը ընթացիկ դիզայնի վրա՝ մատնանշելով «What»-ի օգտագործումը: նյութերի այս շերտը նախագծելիս պետք է հաշվի առնել գործոնները: OptiRE-ն ուսումնասիրում է դիզայնի մոդելի սպեկտրալ բնութագրերը և արտադրությունից հետո փորձնականորեն չափված մոդելի սպեկտրալ բնութագրերը: Ինժեներական ինվերսիայի միջոցով մենք ստանում ենք արտադրության ընթացքում առաջացած որոշ սխալներ և դրանք վերադարձնում ենք արտադրական գործընթացին՝ արտադրությունն ուղղորդելու համար: Վերոնշյալ մոդուլները կարող են կապված լինել դինամիկ կապի գրադարանի գործառույթի միջոցով՝ դրանով իսկ իրականացնելով այնպիսի գործառույթներ, ինչպիսիք են դիզայնը, փոփոխումը և իրական ժամանակի մոնիտորինգը մի շարք գործընթացներում՝ ֆիլմի նախագծումից մինչև արտադրություն:
3 Ծածկույթի տեխնոլոգիա
Ըստ ծածկույթի տարբեր մեթոդների՝ այն կարելի է բաժանել երկու կատեգորիայի՝ քիմիական ծածկույթի տեխնոլոգիա և ֆիզիկական ծածկույթի տեխնոլոգիա։ Քիմիական ծածկույթի տեխնոլոգիան հիմնականում բաժանվում է ընկղմամբ ծածկույթի և լակի: Այս տեխնոլոգիան ավելի աղտոտող է և ֆիլմի վատ կատարում: Այն աստիճանաբար փոխարինվում է ֆիզիկական ծածկույթի նոր սերնդի տեխնոլոգիայով։ Ֆիզիկական ծածկույթն իրականացվում է վակուումային գոլորշիացման, իոնապատման և այլնի միջոցով: Վակուումային ծածկույթը մետաղների, միացությունների և այլ թաղանթային նյութերի գոլորշիացման (կամ ցողման) մեթոդ է վակուումում՝ դրանք պատելու ենթակա հիմքի վրա դնելու համար: Վակուումային միջավայրում ծածկույթի սարքավորումն ունի ավելի քիչ կեղտեր, ինչը կարող է կանխել նյութի մակերեսի օքսիդացումը և օգնել ապահովել ֆիլմի սպեկտրային միատեսակությունը և հաստության հետևողականությունը, ուստի այն լայնորեն օգտագործվում է:
Նորմալ պայմաններում 1 մթնոլորտային ճնշումը մոտավորապես 10 է մինչև 5 Պա հզորությունը, իսկ վակուումային ծածկույթի համար պահանջվող օդի ճնշումը սովորաբար 10-ից 3 Պա և ավելի հզորության է, որը պատկանում է բարձր վակուումային ծածկույթին: Վակուումային ծածկույթում օպտիկական բաղադրիչների մակերեսը պետք է լինի շատ մաքուր, ուստի մշակման ընթացքում վակուումային խցիկը նույնպես պետք է շատ մաքուր լինի: Ներկայումս մաքուր վակուումային միջավայր ձեռք բերելու ճանապարհը հիմնականում վակուումի օգտագործումն է: Նավթի դիֆուզիոն պոմպեր, մոլեկուլային պոմպ կամ կոնդենսացիոն պոմպ օգտագործվում է վակուում հանելու և բարձր վակուումային միջավայր ստանալու համար: Նավթի դիֆուզիոն պոմպերը պահանջում են սառեցնող ջուր և օժանդակ պոմպ: Դրանք մեծ չափերի են և սպառում են մեծ էներգիա, ինչը կհանգեցնի ծածկույթի աղտոտմանը: Մոլեկուլային պոմպերը սովորաբար պահանջում են օժանդակ պոմպ՝ իրենց աշխատանքին աջակցելու համար և թանկ են: Ի հակադրություն, կոնդենսացիոն պոմպերը աղտոտում չեն առաջացնում: , չի պահանջում հենակետային պոմպ, ունի բարձր արդյունավետություն և լավ հուսալիություն, ուստի այն առավել հարմար է օպտիկական վակուումային ծածկույթի համար: Ընդհանուր վակուումային ծածկույթի մեքենայի ներքին խցիկը ներկայացված է ստորև բերված նկարում.
Վակուումային ծածկույթում թաղանթային նյութը պետք է տաքացվի մինչև գազային վիճակ, այնուհետև դրվի հիմքի մակերեսին՝ թաղանթային շերտ ձևավորելու համար: Համաձայն ծածկույթի տարբեր մեթոդների՝ այն կարելի է բաժանել երեք տեսակի՝ ջերմային գոլորշիացման ջեռուցում, ցրման ջեռուցում և իոնային ծածկույթ։
Ջերմային գոլորշիացման ջեռուցումը սովորաբար օգտագործում է դիմադրողական մետաղալար կամ բարձր հաճախականության ինդուկցիա՝ խառնարանը տաքացնելու համար, որպեսզի խառնարանի մեջ թաղանթային նյութը տաքացվի և գոլորշիացվի՝ ձևավորելով ծածկույթ:
Ջեռուցումը բաժանվում է երկու տեսակի. Ion beam sputtering ջեռուցումն օգտագործում է ion ատրճանակ՝ իոնային ճառագայթ արտանետելու համար: Իոնային ճառագայթը ռմբակոծում է թիրախը որոշակի անկման անկյան տակ և դուրս է նետում նրա մակերեսային շերտը։ ատոմներ, որոնք նստում են ենթաշերտի մակերեսին՝ բարակ թաղանթ ձևավորելու համար: Իոնային ճառագայթների ցրման հիմնական թերությունն այն է, որ թիրախի մակերեսի վրա ռմբակոծված տարածքը չափազանց փոքր է, և նստվածքի արագությունը սովորաբար ցածր է: Մագնետրոնային ցրման տաքացումը նշանակում է, որ էլեկտրոնները արագանում են դեպի ենթաշերտը էլեկտրական դաշտի ազդեցության տակ: Այս գործընթացի ընթացքում էլեկտրոնները բախվում են արգոնի գազի ատոմներին՝ իոնացնելով մեծ թվով արգոնի իոններ և էլեկտրոններ։ Էլեկտրոնները թռչում են դեպի ենթաշերտը, իսկ արգոնի իոնները տաքանում են էլեկտրական դաշտի միջոցով։ Թիրախը արագացվում և ռմբակոծվում է թիրախի գործողության ներքո, իսկ թիրախում գտնվող չեզոք թիրախային ատոմները նստում են ենթաշերտի վրա՝ թաղանթ ձևավորելու համար: Մագնետրոնային ցրումը բնութագրվում է թաղանթի ձևավորման բարձր արագությամբ, ենթաշերտի ցածր ջերմաստիճանով, ֆիլմի լավ կպչունությամբ և կարող է հասնել մեծ տարածքի ծածկույթի:
Իոնային ծածկույթը վերաբերում է մի մեթոդի, որն օգտագործում է գազի արտանետումը գազի կամ գոլորշիացված նյութերի մասնակի իոնացման համար, և գոլորշիացված նյութերը նստեցնում է ենթաշերտի վրա գազի իոնների կամ գոլորշիացված նյութի իոնների ռմբակոծության ներքո: Ion plating-ը վակուումային գոլորշիացման և ցողման տեխնոլոգիայի համադրություն է: Այն համատեղում է գոլորշիացման և ցողման գործընթացների առավելությունները և կարող է մշակման մասերը ծածկել բարդ թաղանթային համակարգերով:
4 Եզրակացություն
Այս հոդվածում մենք նախ ներկայացնում ենք օպտիկական ֆիլմերի հիմնական սկզբունքները: Սահմանելով թաղանթի քանակը և հաստությունը և տարբեր թաղանթի շերտերի միջև բեկման ինդեքսի տարբերությունը, մենք կարող ենք հասնել ֆիլմի շերտերի միջև լույսի ճառագայթների միջամտությանը, դրանով իսկ ստանալով Ֆիլմի շերտի պահանջվող գործառույթը: Այնուհետև այս հոդվածը ներկայացնում է ֆիլմերի նախագծման սովորաբար օգտագործվող ծրագրակազմ՝ բոլորին ֆիլմի դիզայնի նախնական պատկերացում տալու համար: Հոդվածի երրորդ մասում մենք մանրամասնորեն ներկայացնում ենք ծածկույթի տեխնոլոգիան՝ կենտրոնանալով գործնականում լայնորեն կիրառվող վակուումային ծածկույթի տեխնոլոգիայի վրա: Կարծում եմ, որ այս հոդվածը կարդալով, բոլորը ավելի լավ կհասկանան օպտիկական ծածկույթը: Հաջորդ հոդվածում մենք կկիսվենք պատված բաղադրիչների ծածկույթի փորձարկման մեթոդով, այնպես որ մնացեք լարված:
Կապ:
Email:info@pliroptics.com ;
Հեռախոս/Whatsapp/Wechat՝86 19013265659
Ավելացնել:Շենք 1, No.1558, հետախուզական ճանապարհ, Qingbaijiang, Chengdu, Sichuan, Չինաստան
Հրապարակման ժամանակը՝ ապրիլի 10-2024
