1 Оптикалық пленкалардың принциптері
Бұл мақалада біз оптикалық жұқа пленкалардың принциптерін, жиі қолданылатын дизайн бағдарламалық жасақтамасын және жабу технологиясын таныстырамыз.
Неліктен оптикалық пленкалардың шағылысуға қарсы, жоғары шағылысу немесе жарықтың бөлінуі сияқты бірегей функцияларға қол жеткізе алатынының негізгі принципі жарықтың жұқа қабықша интерференциясы болып табылады. Жұқа қабықшалар әдетте жоғары сыну көрсеткіші бар материал қабаттарының бір немесе бірнеше топтарынан және кезектесіп қабаттасатын төмен сыну көрсеткіші материал қабаттарынан тұрады. Бұл пленка қабатының материалдары әдетте оксидтер, металдар немесе фторидтер болып табылады. Пленканың санын, қалыңдығын және әртүрлі пленка қабаттарын орнату арқылы Қабаттар арасындағы сыну көрсеткішінің айырмашылығы қажетті функцияларды алу үшін пленка қабаттары арасындағы жарық сәулелерінің кедергісін реттей алады.
Бұл құбылысты көрсету үшін мысал ретінде жалпы шағылысқа қарсы жабынды алайық. Кедергіні барынша арттыру немесе азайту үшін жабын қабатының оптикалық қалыңдығы әдетте 1/4 (QWOT) немесе 1/2 (HWOT) болады. Төмендегі суретте түскен ортаның сыну көрсеткіші n0, ал субстраттың сыну көрсеткіші ns. Сондықтан, кедергілерді жою жағдайларын жасай алатын пленка материалының сыну көрсеткішінің суретін есептеуге болады. Пленка қабатының үстіңгі бетінен шағылысқан жарық сәулесі R1, пленканың төменгі бетінен шағылған жарық сәулесі R2. Пленканың оптикалық қалыңдығы 1/4 толқын ұзындығы болғанда, R1 және R2 арасындағы оптикалық жол айырмашылығы 1/2 толқын ұзындығына тең және кедергі жағдайлары орындалады, осылайша кедергі деструктивті кедергі жасайды. Құбылыс.
Осылайша, шағылысқан сәуленің қарқындылығы өте аз болады, осылайша шағылысуға қарсы мақсатқа жетеді.
2 Оптикалық жұқа үлдірді жобалауға арналған бағдарламалық құрал
Техниктерге әртүрлі нақты функцияларға жауап беретін пленка жүйелерін жобалауды жеңілдету үшін жұқа пленкаларды жобалау бағдарламасы әзірленді. Дизайн бағдарламалық құралы жиі қолданылатын жабын материалдарын және олардың параметрлерін, пленка қабатын модельдеу және оңтайландыру алгоритмдерін және талдау функцияларын біріктіреді, бұл техниктерге әзірлеуді және талдауды жеңілдетеді. Түрлі фильм жүйелері. Кеңінен қолданылатын фильмді жобалауға арналған бағдарламалық қамтамасыз ету келесідей:
A.TFCalc
TFCalc - оптикалық жұқа пленканы жобалауға және талдауға арналған әмбебап құрал. Оны шағылыстыруға қарсы, жоғары шағылысу, өткізу жолағы, спектроскопиялық, фазалық және басқа да пленкалық жүйелердің әртүрлі түрлерін жобалау үшін пайдалануға болады. TFCalc бір бетінде 5000 пленка қабаты бар екі жақты пленка жүйесін субстратта жасай алады. Ол пленкалық стек формулаларын енгізуді қолдайды және жарықтандырудың әртүрлі түрлерін имитациялай алады: конус сәулелері, кездейсоқ сәулелену сәулелері және т.б.. Екіншіден, бағдарламалық құралда белгілі бір оңтайландыру функциялары бар және оларды оңтайландыру үшін экстремалды мән және вариациялық әдістер сияқты әдістерді пайдалана алады. шағылыстыру, өткізгіштік, сіңіру, фазалық, эллипсометрия параметрлері және пленка жүйесінің басқа мақсаттары. Бағдарламалық қамтамасыз ету әртүрлі талдау функцияларын біріктіреді, мысалы, шағылысу, өткізгіштік, абсорбция, эллипсометриялық параметр талдауы, электр өрісінің қарқындылығының таралу қисығы, пленка жүйесінің шағылыстыруы және трансмиссиялық түс талдауы, кристалды басқару қисығын есептеу, пленка қабатының төзімділігі мен сезімталдық талдауы , кірістілік талдауы және т.б. TFCalc жұмыс интерфейсі келесідей:
Жоғарыда көрсетілген жұмыс интерфейсінде параметрлер мен шекаралық шарттарды енгізу және оңтайландыру арқылы қажеттіліктеріңізге сәйкес келетін пленка жүйесін алуға болады. Операция салыстырмалы түрде қарапайым және пайдалану оңай.
B. Маңызды Маклеод
Essential Macleod - шынайы көп құжатты операциялық интерфейсі бар толық оптикалық пленка талдауы және дизайн бағдарламалық пакеті. Ол қарапайым бір қабатты пленкалардан қатаң спектроскопиялық пленкаларға дейін оптикалық жабын дизайнындағы әртүрлі талаптарға жауап бере алады. , ол сонымен қатар толқын ұзындығын бөлу мультиплексирлеу (WDM) және тығыз толқын ұзындығын бөлу мультиплексирлеу (DWDM) сүзгілерін бағалай алады. Ол нөлден бастап жобалай алады немесе бар дизайнды оңтайландыра алады және дизайндағы қателерді зерттей алады. Ол функцияларға бай және қуатты.
Бағдарламалық жасақтаманың дизайн интерфейсі төмендегі суретте көрсетілген:
C. OptiLayer
OptiLayer бағдарламалық құралы оптикалық жұқа пленкалардың бүкіл процесін қолдайды: параметрлер - дизайн - өндіру - инверсиялық талдау. Ол үш бөліктен тұрады: OptiLayer, OptiChar және OptiRE. Сондай-ақ бағдарламалық құралдың функцияларын жақсарта алатын OptiReOpt динамикалық сілтеме кітапханасы (DLL) бар.
OptiLayer жобалаудан мақсатқа дейін бағалау функциясын зерттейді, оңтайландыру арқылы жобалық мақсатқа қол жеткізеді және өндіріске дейінгі қателерді талдауды жүзеге асырады. OptiChar қабат материалының спектрлік сипаттамалары мен оның өлшенген спектрлік сипаттамалары арасындағы айырмашылық функциясын жұқа пленка теориясындағы әртүрлі маңызды факторлармен зерттейді және қабат материалының жақсырақ және шынайы моделін және әрбір фактордың ағымдағы дизайнға әсерін алады, нені пайдалануды көрсетеді. материалдардың осы қабатын жобалау кезінде факторларды ескеру қажет? OptiRE жобалық модельдің спектрлік сипаттамаларын және өндіруден кейін эксперименттік түрде өлшенген модельдің спектрлік сипаттамаларын зерттейді. Инженерлік инверсия арқылы біз өндіріс кезінде пайда болған кейбір қателерді аламыз және оларды өндіріске бағыттау үшін өндіріс процесіне қайтарамыз. Жоғарыда көрсетілген модульдерді динамикалық байланыс кітапханасы функциясы арқылы байланыстыруға болады, осылайша фильмнің дизайнынан өндіріске дейінгі бірқатар процестерде дизайн, модификация және нақты уақыттағы бақылау сияқты функцияларды жүзеге асыруға болады.
3 Қаптау технологиясы
Әртүрлі қаптау әдістеріне сәйкес оны екі санатқа бөлуге болады: химиялық жабын технологиясы және физикалық жабын технологиясы. Химиялық қаптау технологиясы негізінен батыру және бүріккіш қаптау болып екіге бөлінеді. Бұл технология көбірек ластайды және пленка өнімділігі нашар. Ол бірте-бірте физикалық жабын технологиясының жаңа буынымен ауыстырылады. Физикалық жабын вакуумды булану, ионды қаптау және т.б. арқылы жүзеге асырылады. Вакуумдық жабын – металдарды, қосылыстарды және басқа пленкалық материалдарды вакуумда оларды қапталатын негізге тұндыру үшін буландыру (немесе шашырату) әдісі. Вакуумдық ортада жабын жабдығында материал бетінің тотығуын болдырмайтын және пленканың спектрлік біркелкілігі мен қалыңдығының консистенциясын қамтамасыз етуге көмектесетін қоспалар аз болады, сондықтан ол кеңінен қолданылады.
Қалыпты жағдайда 1 атмосфералық қысым шамамен 5 Па қуатына 10, ал вакуумдық жабынға қажетті ауа қысымы, әдетте, жоғары вакуумдық жабынға жататын 3 Па және одан жоғары қуатқа 10 болады. Вакуумды жабуда оптикалық компоненттердің беті өте таза болуы керек, сондықтан өңдеу кезінде вакуумдық камера да өте таза болуы керек. Қазіргі уақытта таза вакуумдық ортаны алудың жолы әдетте шаңсорғышты пайдалану болып табылады. Мұнай диффузиялық сорғылар, Молекулярлық сорғы немесе конденсациялық сорғы вакуумды алу және жоғары вакуумды ортаны алу үшін қолданылады. Мұнай диффузиялық сорғылар салқындатқыш суды және қосалқы сорғыны қажет етеді. Олардың өлшемдері үлкен және жоғары энергияны тұтынады, бұл жабу процесін ластайды. Молекулярлық сорғылар әдетте жұмысына көмектесу үшін қосалқы сорғыны қажет етеді және қымбат. Керісінше, конденсациялық сорғылар ластануды тудырмайды. , тірек сорғыны қажет етпейді, жоғары тиімділікке және жақсы сенімділікке ие, сондықтан оптикалық вакуумды жабу үшін ең қолайлы. Кәдімгі вакуумдық жабын машинасының ішкі камерасы төмендегі суретте көрсетілген:
Вакуумдық жабындыда пленкалық материалды газ тәрізді күйге дейін қыздыру керек, содан кейін пленка қабатын қалыптастыру үшін субстрат бетіне қойылады. Әртүрлі қаптау әдістеріне сәйкес оны үш түрге бөлуге болады: термиялық булану қыздыру, шашыратқыш қыздыру және ионды жабу.
Термиялық булану қыздыру әдетте тигельді қыздыру үшін қарсылық сымын немесе жоғары жиілікті индукцияны пайдаланады, осылайша тигельдегі пленкалық материал қыздырылады және жабын түзу үшін буланады.
Шашыратқыш қыздыру екі түрге бөлінеді: иондық сәулемен шашыратқыш қыздыру және магнетронды шашыратқыш қыздыру. Иондық сәулені шашырату қыздыру иондық сәулені шығару үшін иондық пистолетті пайдаланады. Иондық сәуле нысананы белгілі бір бұрышпен бомбалайды және оның беткі қабатын шашыратады. атомдар, олар субстраттың бетіне жұқа қабықша түзеді. Иондық сәуленің шашырауының негізгі кемшілігі мақсатты бетке бомбаланған аймақтың тым аз болуы және тұндыру жылдамдығының әдетте төмен болуы болып табылады. Магнетронды шашыратқыш қыздыру электр өрісінің әсерінен электрондардың субстратқа қарай үдеуін білдіреді. Бұл процесс кезінде электрондар аргон газының атомдарымен соқтығысады, көп мөлшерде аргон иондары мен электрондарын иондайды. Электрондар субстратқа қарай ұшады, ал аргон иондары электр өрісінің әсерінен қызады. Нысананың әсерінен нысана жеделдетіліп, бомбаланады, ал нысанадағы бейтарап нысана атомдары пленка түзу үшін субстратқа қойылады. Магнетронды шашырату жоғары пленка түзілу жылдамдығымен, субстраттың төмен температурасымен, жақсы қабықша адгезиясымен сипатталады және үлкен аумақты жабуға қол жеткізе алады.
Ионмен қаптау газды немесе буланған заттарды ішінара иондау үшін газ разрядын қолданатын және буланған заттарды газ иондарының немесе буланған зат иондарының бомбалауы астында субстратқа тұндыратын әдісті білдіреді. Ионмен қаптау – бұл вакуумды булану мен шашырату технологиясының үйлесімі. Ол булану және шашырату процестерінің артықшылықтарын біріктіреді және дайындамаларды күрделі пленка жүйелерімен қаптай алады.
4 Қорытынды
Бұл мақалада біз алдымен оптикалық пленкалардың негізгі принциптерімен таныстырамыз. Пленканың саны мен қалыңдығын және әртүрлі пленка қабаттары арасындағы сыну көрсеткішінің айырмашылығын орнату арқылы біз пленка қабаттары арасындағы жарық сәулелерінің интерференциясына қол жеткізе аламыз, сол арқылы пленка қабатының қажетті функциясын аламыз. Содан кейін бұл мақалада фильм дизайны туралы барлығына алдын ала түсінік беру үшін жиі қолданылатын фильмдерді жобалау бағдарламалық құралы ұсынылады. Мақаланың үшінші бөлімінде біз практикада кеңінен қолданылатын вакуумдық жабын технологиясына тоқталып, жабын технологиясымен толық таныстырамыз. Осы мақаланы оқу арқылы әркім оптикалық жабынды жақсырақ түсінетініне сенемін. Келесі мақалада біз қапталған құрамдастардың жабындысын сынау әдісімен бөлісеміз, сондықтан бақылап отырыңыз.
Байланыс:
Email:info@pliroptics.com ;
Телефон/Whatsapp/Wechat:86 19013265659
Қосу: 1-ғимарат, №1558, барлау жолы, Цинбайцзян, Чэнду, Сычуань, Қытай
Жіберу уақыты: 2024 жылдың 10 сәуірі
