1 Prinzipien vun opteschen Filmer
An dësem Artikel wäerte mir d'Prinzipien vun opteschen dënnen Filmer aféieren, allgemeng benotzt Designsoftware a Beschichtungstechnologie.
De Grondprinzip firwat optesch Filmer eenzegaarteg Funktiounen wéi Anti-Reflexioun, héich Reflexioun oder Liichtspaltung kënnen erreechen ass d'Dënnfilminterferenz vum Liicht. Dënn Filmer besteet normalerweis aus enger oder méi Gruppe vu Materialschichten mat héijer Refraktiounsindex a Materialschichten mat nidderegen Refraktiounsindex ofwiesselnd iwwerlagert. Dës Filmschichtmaterialien sinn allgemeng Oxiden, Metaller oder Fluoriden. Andeems Dir d'Zuel, d'Dicke a verschidde Filmschichten vum Film setzt, kann den Ënnerscheed am Brechungsindex tëscht Schichten d'Interferenz vu Liichtstrahlen tëscht Filmschichten regléieren fir déi erfuerderlech Funktiounen ze kréien.
Loosst eis eng gemeinsam Anti-Reflexiounsbeschichtung als Beispill huelen fir dëst Phänomen ze illustréieren. Fir d'Interferenz ze maximéieren oder ze reduzéieren, ass d'optesch Dicke vun der Beschichtungsschicht normalerweis 1/4 (QWOT) oder 1/2 (HWOT). An der Figur hei drënner ass de Brechungsindex vum Incident Medium n0, an de Brechungsindex vum Substrat ass ns. Dofir kann e Bild vum Refraktiounsindex vum Filmmaterial, deen d'Interferenzkënnegungskonditioune produzéiere kann, berechent ginn. De Liichtstrahl reflektéiert vun der ieweschter Uewerfläch vun der Filmschicht ass R1, De Liichtstrahl, deen vun der ënneschter Uewerfläch vum Film reflektéiert gëtt, ass R2. Wann d'optesch Dicke vum Film 1/4 Wellelängt ass, ass den opteschen Weedifferenz tëscht R1 an R2 1/2 Wellelängt, an d'Interferenzbedéngungen sinn erfëllt, sou datt d'Interferenz zerstéierend Stéierungen produzéiert. Phänomen.
Op dës Manéier gëtt d'Intensitéit vum reflektéierte Strahl ganz kleng, an doduerch den Zweck vun der Anti-Reflexioun z'erreechen.
2 Optesch dënn Film Design Software
Fir Techniker ze erliichteren fir Filmsystemer ze designen déi verschidde spezifesch Funktiounen entspriechen, ass dënn Film Design Software entwéckelt. D'Designsoftware integréiert allgemeng benotzt Beschichtungsmaterialien an hir Parameteren, Filmschichtsimulatioun an Optimisatiounsalgorithmen an Analysefunktiounen, wat et méi einfach mécht fir Techniker z'entwéckelen an ze analyséieren. Verschidde Film Systemer. Allgemeng benotzt Film Design Software sinn wéi follegt:
A.TFCalc
TFCalc ass en universellt Tool fir optesch Dënnfilmdesign an Analyse. Et kann benotzt ginn fir verschidden Aarte vun Anti-Reflexioun, High-Reflexioun, Bandpass, Spektroskopesch, Phase an aner Filmsystemer ze designen. TFCalc kann en doppelseiteg Filmsystem op engem Substrat designen, mat bis zu 5.000 Filmschichten op enger eenzeger Uewerfläch. Et ënnerstëtzt den Input vu Filmstackformelen a kann verschidden Aarte vu Beliichtung simuléieren: wéi Kegelstrahlen, zoufälleg Stralungstrahlen, etc. Zweetens huet d'Software gewësse Optimisatiounsfunktiounen, a ka Methode wéi extrem Wäerter a Variatiounsmethoden benotzen fir d'Optimisatioun vun der Reflexivitéit, Iwwerdroung, Absorptioun, Phase, Ellipsometrie Parameteren an aner Ziler vum Filmsystem. D'Software integréiert verschidde Analysefunktiounen, sou wéi Reflexivitéit, Transmittanz, Absorptioun, Ellipsometrie Parameter Analyse, elektresch Feldintensitéit Verdeelungskurve, Filmsystem Reflexioun an Transmissioun Faarf Analyse, Kristallkontrollkurve Berechnung, Filmschicht Toleranz a Sensibilitéitsanalyse, Ausbezuelungsanalyse, etc. D'Operatiounsinterface vun TFCalc ass wéi follegt:
An der Operatioun Interface uewen ugewisen, duerch Input Parameteren a Grenz Konditiounen an optimiséieren, kënnt Dir e Film System kréien, datt Är Besoinen entsprécht. D'Operatioun ass relativ einfach an einfach ze benotzen.
B. Essential Macleod
Essential Macleod ass e komplette opteschen Film Analyse an Design Software Package mat enger richteger Multi-Dokument Operatioun Interface. Et kann verschidden Ufuerderungen am opteschen Beschichtungsdesign erfëllen, vun einfache Single-Layer Filmer bis strikt spektroskopesch Filmer. , et kann och Wellelängt Divisioun Multiplexing (WDM) an dichte Wellelängt Divisioun Multiplexing (DWDM) Filtere evaluéieren. Et kann vun Null designen oder existéierend Designen optimiséieren, a kann Feeler am Design iwwerpréiwen. Et ass räich u Funktiounen a mächteg.
Den Design-Interface vun der Software gëtt an der Figur hei ënnen gewisen:
C. OptiLayer
OptiLayer Software ënnerstëtzt de ganze Prozess vun opteschen dënnem Filmer: Parameteren - Design - Produktioun - Inversiounsanalyse. Et enthält dräi Deeler: OptiLayer, OptiChar, an OptiRE. Et gëtt och eng OptiReOpt dynamesch Linkbibliothéik (DLL) déi d'Funktioune vun der Software verbesseren kann.
OptiLayer iwwerpréift d'Evaluatiounsfunktioun vun Design zu Zil, erreecht den Designziel duerch Optimiséierung a mécht Pre-Produktiounsfehleranalyse. OptiChar ënnersicht d'Differenzfunktioun tëscht de Spektraleigenschaften vum Schichtmaterial a senge gemoossene Spektraleigenschaften ënner verschiddene wichtege Faktoren an der Dënnfilmtheorie, a kritt e besseren a realistesche Schichtmaterialmodell an den Afloss vun all Faktor op den aktuellen Design, weist op d'Benotzung Wat Faktore musse berücksichtegt ginn wann Dir dës Schicht vu Materialien designt? OptiRE ënnersicht d'Spektraleigenschaften vum Designmodell an d'Spektraleigenschaften vum Modell, experimentell no der Produktioun gemooss. Duerch Ingenieursinversioun kréie mir e puer Feeler generéiert wärend der Produktioun a fidderen se zréck an de Produktiounsprozess fir d'Produktioun ze guidéieren. Déi uewe genannte Moduler kënnen duerch déi dynamesch Linkbibliothéiksfunktioun verlinkt ginn, an doduerch Funktiounen wéi Design, Ännerung an Echtzäit Iwwerwaachung an enger Serie vu Prozesser vum Filmdesign bis zur Produktioun realiséieren.
3 Beschichtungstechnologie
Geméiss verschidde Platéierungsmethoden, kann et an zwou Kategorien opgedeelt ginn: chemesch Beschichtungstechnologie a kierperlech Beschichtungstechnologie. Chemesch Beschichtungstechnologie ass haaptsächlech an Immersiounsbeschichtung a Sprayplack opgedeelt. Dës Technologie ass méi verschmotzt an huet eng schlecht Filmleistung. Et gëtt graduell duerch eng nei Generatioun vu kierperlecher Beschichtungstechnologie ersat. Physikalesch Beschichtung gëtt duerch Vakuumverdampung, Ionbeschichtung, etc. Vakuumbeschichtung ass eng Method fir Metaller, Verbindungen an aner Filmmaterialien an engem Vakuum ze verdampen (oder ze sputteren) fir se op de Substrat ze deposéieren fir ze beschichten. An engem Vakuum Ëmfeld, Beschichtung Ausrüstung huet manner Gëftstoffer, déi Oxidatioun vun der Material Uewerfläch verhënneren kann an hëllefen d'Spektral Uniformitéit an deck Konsequenz vum Film ze garantéieren, sou ass et wäit benotzt.
Ënner normalen Ëmstänn ass 1 Atmosphärendrock ongeféier 10 op d'Kraaft vu 5 Pa, an de Loftdrock erfuerderlech fir Vakuumbeschichtung ass allgemeng 10 op d'Kraaft vun 3 Pa a méi héich, wat zu enger Héichvakuumbeschichtung gehéiert. Bei Vakuumbeschichtung muss d'Uewerfläch vun opteschen Komponenten ganz propper sinn, sou datt d'Vakuumkammer während der Veraarbechtung och ganz propper muss sinn. De Moment ass de Wee fir e proppert Vakuum Ëmfeld ze kréien allgemeng Staubsauger ze benotzen. Uelegdiffusiounspompelen, Eng molekulare Pompel oder Kondensatiounspompel gëtt benotzt fir Vakuum ze extrahieren an en héije Vakuum Ëmfeld ze kréien. Uelegdiffusiounspompelen erfuerderen Killwaasser an eng Ënnerstëtzungspompel. Si si grouss an der Gréisst a verbrauchen héich Energie, wat d'Verschmotzung vum Beschichtungsprozess verursaacht. Molekulare Pompelen erfuerderen normalerweis eng Ënnerstëtzungspompel fir bei hirer Aarbecht ze hëllefen a si deier. Am Géigesaz, Kondensatiounspompelen verursaachen keng Verschmotzung. , erfuerdert keng Ënnerstëtzungspompel, huet héich Effizienz a gutt Zouverlässegkeet, sou datt et am meeschte gëeegent ass fir optesch Vakuumbeschichtung. Déi intern Chamber vun enger gemeinsamer Vakuumbeschichtungsmaschinn gëtt an der Figur hei ënnen gewisen:
An der Vakuumbeschichtung muss de Filmmaterial an e gasformen Zoustand erhëtzt ginn an dann op d'Uewerfläch vum Substrat deposéiert ginn fir eng Filmschicht ze bilden. No de verschiddene Plating Methoden, kann et an dräi Zorte ënnerdeelt ginn: thermesch Verdampfung Heizung, Sputtering Heizung an Ion plating.
Thermesch Verdampfungsheizung benotzt normalerweis Resistenzdraht oder Héichfrequenz Induktioun fir d'Kräiz ze erhëtzen, sou datt d'Filmmaterial an der Kéis erhëtzt a verdampt gëtt fir eng Beschichtung ze bilden.
Sputtering Heizung ass an zwou Zorte ënnerdeelt: Ionenstrahl Sputtering Heizung a Magnetron Sputtering Heizung. Ionenstrahl Sputtering Heizung benotzt eng Ionepistoul fir en Ionestrahl ze emittéieren. Den Ionestrahl bombardéiert d'Zil an engem gewëssen Incidentwinkel a sputtert seng Uewerflächeschicht aus. Atomer, déi op d'Uewerfläch vum Substrat deposéieren fir en dënnen Film ze bilden. Den Haapt Nodeel vun Ionenstrahl Sputtering ass datt d'Gebitt, déi op der Zilfläch bombardéiert gëtt, ze kleng ass an d'Oflagerungsquote allgemeng niddereg ass. Magnetron Sputtering Heizung bedeit datt Elektronen a Richtung Substrat ënner der Handlung vun engem elektresche Feld beschleunegen. Wärend dësem Prozess kollidéieren Elektronen mat Argongasatome, ioniséieren eng grouss Zuel vun Argonionen an Elektronen. D'Elektronen fléien op de Substrat, an d'Argonionen ginn duerch dat elektrescht Feld erhëtzt. D'Zil gëtt beschleunegt a bombardéiert ënner der Handlung vum Zil, an déi neutral Zilatome am Zil ginn op de Substrat deposéiert fir e Film ze bilden. Magnetron Sputtering ass charakteriséiert duerch héich Filmbildungsquote, gerénger Substrattemperatur, gutt Film Adhäsioun, a kann eng grouss Flächbeschichtung erreechen.
Ion Plating bezitt sech op eng Method déi Gasentladung benotzt fir deelweis Gas oder verdampte Substanzen ze ioniséieren, an verdampte Substanzen op engem Substrat ënner dem Bombardement vu Gasionen oder verdampte Substanzionen deposéiert. Ionplating ass eng Kombinatioun vu Vakuumverdampfung a Sputtertechnologie. Et kombinéiert d'Virdeeler vun Verdampfungs- a Sputterprozesser a kann Aarbechtsstécker mat komplexe Filmsystemer beschichten.
4 Conclusioun
An dësem Artikel presentéiere mir als éischt d'Grondprinzipien vun opteschen Filmer. Andeems Dir d'Zuel an d'Dicke vum Film an den Ënnerscheed am Brechungsindex tëscht verschiddene Filmschichten setzt, kënne mir d'Interferenz vu Liichtstrahlen tëscht de Filmschichten erreechen, an doduerch déi erfuerderlech Filmschichtfunktioun kréien. Dësen Artikel stellt dann allgemeng benotzt Film Design Software fir jiddereen e virleefeg Verständnis vum Filmdesign ze ginn. Am drëtten Deel vum Artikel gi mir eng detailléiert Aféierung an d'Beschichtungstechnologie, konzentréieren op d'Vakuumbeschichtungstechnologie déi wäit an der Praxis benotzt gëtt. Ech gleewen datt duerch d'Liesen vun dësem Artikel jidderee e bessert Verständnis vun der optescher Beschichtung hunn. Am nächsten Artikel wäerte mir d'Beschichtungstestmethod vun de Beschichtete Komponenten deelen, also bleift ofgeschloss.
Kontakt:
Email:info@pliroptics.com ;
Telefon/Whatsapp/Wechat:86 19013265659
Add: Building 1, No.1558, Intelligence Road, Qingbaijiang, Chengdu, Sichuan, China
Post Zäit: Apr-10-2024
