1 ऑप्टिकल चित्रपटांची तत्त्वे
या लेखात, आम्ही ऑप्टिकल पातळ फिल्म्स, सामान्यतः वापरलेले डिझाइन सॉफ्टवेअर आणि कोटिंग तंत्रज्ञानाची तत्त्वे सादर करू.
ऑप्टिकल फिल्म्स अँटी-रिफ्लेक्शन, हाय रिफ्लेक्शन किंवा लाईट स्प्लिटिंग यासारखी अद्वितीय कार्ये का साध्य करू शकतात याचे मूळ तत्त्व म्हणजे प्रकाशाचा पातळ-फिल्म हस्तक्षेप. पातळ फिल्म्स सामान्यत: उच्च अपवर्तक निर्देशांक सामग्री स्तरांचे एक किंवा अधिक गट बनलेले असतात आणि कमी अपवर्तक निर्देशांक सामग्री स्तर वैकल्पिकरित्या सुपरइम्पोज केलेले असतात. या फिल्म लेयर मटेरियल साधारणपणे ऑक्साइड, धातू किंवा फ्लोराईड असतात. फिल्मची संख्या, जाडी आणि भिन्न फिल्म स्तर सेट करून, स्तरांमधील अपवर्तक निर्देशांकातील फरक आवश्यक कार्ये प्राप्त करण्यासाठी फिल्म स्तरांमधील प्रकाश किरणांच्या हस्तक्षेपाचे नियमन करू शकतो.
ही घटना स्पष्ट करण्यासाठी उदाहरण म्हणून एक सामान्य अँटी-रिफ्लेक्शन कोटिंग घेऊ. हस्तक्षेप वाढवण्यासाठी किंवा कमी करण्यासाठी, कोटिंग लेयरची ऑप्टिकल जाडी सहसा 1/4 (QWOT) किंवा 1/2 (HWOT) असते. खालील आकृतीमध्ये, घटना माध्यमाचा अपवर्तक निर्देशांक n0 आहे आणि सब्सट्रेटचा अपवर्तक निर्देशांक ns आहे. म्हणून, चित्रपट सामग्रीच्या अपवर्तक निर्देशांकाच्या चित्राची गणना केली जाऊ शकते जी हस्तक्षेप रद्द करण्याच्या परिस्थिती निर्माण करू शकते. फिल्म लेयरच्या वरच्या पृष्ठभागाद्वारे परावर्तित होणारा प्रकाश बीम R1 आहे, चित्रपटाच्या खालच्या पृष्ठभागाद्वारे परावर्तित होणारा प्रकाश बीम R2 आहे. जेव्हा फिल्मची ऑप्टिकल जाडी 1/4 तरंगलांबी असते, तेव्हा R1 आणि R2 मधील ऑप्टिकल पथ फरक 1/2 तरंगलांबी असतो आणि हस्तक्षेप परिस्थिती पूर्ण होते, त्यामुळे हस्तक्षेप विनाशकारी हस्तक्षेप निर्माण होतो. इंद्रियगोचर.
अशाप्रकारे, परावर्तित बीमची तीव्रता खूपच लहान होते, ज्यामुळे प्रति-प्रतिबिंबाचा हेतू साध्य होतो.
2 ऑप्टिकल पातळ फिल्म डिझाइन सॉफ्टवेअर
तंत्रज्ञांना विविध विशिष्ट कार्ये पूर्ण करणाऱ्या फिल्म सिस्टमची रचना करण्यास सुलभ करण्यासाठी, पातळ फिल्म डिझाइन सॉफ्टवेअर विकसित केले गेले आहे. डिझाइन सॉफ्टवेअर सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या कोटिंग सामग्री आणि त्यांचे पॅरामीटर्स, फिल्म लेयर सिम्युलेशन आणि ऑप्टिमायझेशन अल्गोरिदम आणि विश्लेषण कार्ये एकत्रित करते, ज्यामुळे तंत्रज्ञांना विकसित करणे आणि विश्लेषण करणे सोपे होते. विविध चित्रपट प्रणाली. सामान्यतः वापरले जाणारे चित्रपट डिझाइन सॉफ्टवेअर खालीलप्रमाणे आहेत:
A.TFCalc
TFCalc हे ऑप्टिकल पातळ फिल्म डिझाइन आणि विश्लेषणासाठी एक सार्वत्रिक साधन आहे. हे विविध प्रकारचे अँटी-रिफ्लेक्शन, हाय-रिफ्लेक्शन, बँडपास, स्पेक्ट्रोस्कोपिक, फेज आणि इतर फिल्म सिस्टम डिझाइन करण्यासाठी वापरले जाऊ शकते. TFCalc एका पृष्ठभागावर 5,000 पर्यंत फिल्म लेयरसह सब्सट्रेटवर दुहेरी बाजू असलेली फिल्म सिस्टम डिझाइन करू शकते. हे फिल्म स्टॅक फॉर्म्युलाच्या इनपुटला समर्थन देते आणि विविध प्रकारच्या प्रकाशयोजनांचे अनुकरण करू शकते: जसे की कोन बीम, यादृच्छिक रेडिएशन बीम इ. दुसरे म्हणजे, सॉफ्टवेअरमध्ये विशिष्ट ऑप्टिमायझेशन फंक्शन्स आहेत आणि ते ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी अत्यंत मूल्य आणि भिन्नता पद्धती यासारख्या पद्धती वापरू शकतात. परावर्तकता, संप्रेषण, शोषकता, फेज, इलिप्समेट्री पॅरामीटर्स आणि फिल्म सिस्टमचे इतर लक्ष्य. सॉफ्टवेअर विविध विश्लेषण कार्ये समाकलित करते, जसे की परावर्तकता, संप्रेषण, शोषकता, लंबवर्तुळाकार पॅरामीटर विश्लेषण, विद्युत क्षेत्र तीव्रता वितरण वक्र, फिल्म सिस्टम रिफ्लेक्शन आणि ट्रान्समिशन कलर विश्लेषण, क्रिस्टल कंट्रोल वक्र गणना, फिल्म लेयर टॉलरन्स आणि संवेदनशीलता विश्लेषण, यॅलिएलडी. TFCalc चा ऑपरेशन इंटरफेस खालीलप्रमाणे आहे:
वर दर्शविलेल्या ऑपरेशन इंटरफेसमध्ये, पॅरामीटर्स आणि सीमा परिस्थिती इनपुट करून आणि ऑप्टिमाइझ करून, तुम्ही तुमच्या गरजा पूर्ण करणारी फिल्म सिस्टम मिळवू शकता. ऑपरेशन तुलनेने सोपे आणि वापरण्यास सोपे आहे.
B. आवश्यक मॅक्लिओड
Essential Macleod हे खऱ्या मल्टी-डॉक्युमेंट ऑपरेशन इंटरफेससह संपूर्ण ऑप्टिकल फिल्म विश्लेषण आणि डिझाइन सॉफ्टवेअर पॅकेज आहे. हे साध्या सिंगल-लेयर फिल्म्सपासून कडक स्पेक्ट्रोस्कोपिक फिल्म्सपर्यंत ऑप्टिकल कोटिंग डिझाइनमधील विविध आवश्यकता पूर्ण करू शकते. , ते तरंगलांबी विभाजन मल्टिप्लेक्सिंग (WDM) आणि दाट तरंगलांबी विभाजन मल्टिप्लेक्सिंग (DWDM) फिल्टरचे देखील मूल्यांकन करू शकते. हे सुरवातीपासून डिझाइन करू शकते किंवा विद्यमान डिझाइन ऑप्टिमाइझ करू शकते आणि डिझाइनमधील त्रुटींचे सर्वेक्षण करू शकते. हे फंक्शन्सने समृद्ध आणि शक्तिशाली आहे.
सॉफ्टवेअरचा डिझाईन इंटरफेस खालील आकृतीमध्ये दर्शविला आहे:
C. OptiLayer
ऑप्टीलेयर सॉफ्टवेअर ऑप्टिकल पातळ फिल्म्सच्या संपूर्ण प्रक्रियेस समर्थन देते: पॅरामीटर्स - डिझाइन - उत्पादन - उलट विश्लेषण. यात तीन भाग समाविष्ट आहेत: OptiLayer, OptiChar आणि OptiRE. एक OptiReOpt डायनॅमिक लिंक लायब्ररी (DLL) देखील आहे जी सॉफ्टवेअरची कार्ये वाढवू शकते.
OptiLayer डिझाईनपासून लक्ष्यापर्यंत मूल्यमापन कार्याचे परीक्षण करते, ऑप्टिमायझेशनद्वारे डिझाइन लक्ष्य साध्य करते आणि प्री-प्रॉडक्शन त्रुटी विश्लेषण करते. OptiChar पातळ फिल्म सिद्धांतातील विविध महत्त्वाच्या घटकांखाली लेयर मटेरियल स्पेक्ट्रल वैशिष्ट्ये आणि त्याची मोजली जाणारी स्पेक्ट्रल वैशिष्ट्ये यांच्यातील फरक फंक्शनचे परीक्षण करते आणि एक चांगले आणि वास्तववादी लेयर मटेरियल मॉडेल आणि सध्याच्या डिझाइनवरील प्रत्येक घटकाचा प्रभाव प्राप्त करते, वापर काय दर्शवते. सामग्रीचा हा थर डिझाइन करताना घटकांचा विचार करणे आवश्यक आहे? OptiRE डिझाइन मॉडेलची वर्णक्रमीय वैशिष्ट्ये आणि उत्पादनानंतर प्रायोगिकरित्या मोजलेल्या मॉडेलच्या वर्णक्रमीय वैशिष्ट्यांचे परीक्षण करते. अभियांत्रिकी उलथापालथ द्वारे, आम्ही उत्पादनादरम्यान व्युत्पन्न झालेल्या काही त्रुटी प्राप्त करतो आणि उत्पादनास मार्गदर्शन करण्यासाठी त्यांना उत्पादन प्रक्रियेत परत देतो. वरील मॉड्यूल डायनॅमिक लिंक लायब्ररी फंक्शनद्वारे जोडले जाऊ शकतात, ज्याद्वारे फिल्म डिझाइनपासून निर्मितीपर्यंत प्रक्रियांच्या मालिकेत डिझाइन, बदल आणि रिअल-टाइम मॉनिटरिंग यांसारखी कार्ये साकारली जाऊ शकतात.
3 कोटिंग तंत्रज्ञान
वेगवेगळ्या प्लेटिंग पद्धतींनुसार, ते दोन श्रेणींमध्ये विभागले जाऊ शकते: रासायनिक कोटिंग तंत्रज्ञान आणि भौतिक कोटिंग तंत्रज्ञान. रासायनिक कोटिंग तंत्रज्ञान प्रामुख्याने विसर्जन प्लेटिंग आणि स्प्रे प्लेटिंगमध्ये विभागलेले आहे. हे तंत्रज्ञान अधिक प्रदूषित आहे आणि चित्रपटाचे प्रदर्शन खराब आहे. हे हळूहळू भौतिक कोटिंग तंत्रज्ञानाच्या नवीन पिढीद्वारे बदलले जात आहे. भौतिक कोटिंग व्हॅक्यूम बाष्पीभवन, आयन प्लेटिंग इ. द्वारे चालते. व्हॅक्यूम कोटिंग ही धातू, संयुगे आणि इतर फिल्म सामग्रीचे बाष्पीभवन (किंवा थुंकणे) व्हॅक्यूममध्ये ठेवण्याची पद्धत आहे. व्हॅक्यूम वातावरणात, कोटिंग उपकरणांमध्ये कमी अशुद्धता असतात, ज्यामुळे सामग्रीच्या पृष्ठभागाचे ऑक्सिडेशन रोखता येते आणि फिल्मची वर्णक्रमीय एकसमानता आणि जाडी सुसंगतता सुनिश्चित करण्यात मदत होते, म्हणून ते मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.
सामान्य परिस्थितीत, 1 वातावरणाचा दाब 10 ते 5 Pa च्या पॉवर इतका असतो आणि व्हॅक्यूम कोटिंगसाठी हवेचा दाब साधारणपणे 10 ते 3 Pa आणि त्याहून अधिक असतो, जो उच्च व्हॅक्यूम कोटिंगशी संबंधित असतो. व्हॅक्यूम कोटिंगमध्ये, ऑप्टिकल घटकांची पृष्ठभाग अतिशय स्वच्छ असणे आवश्यक आहे, त्यामुळे प्रक्रियेदरम्यान व्हॅक्यूम चेंबर देखील खूप स्वच्छ असणे आवश्यक आहे. सध्या, स्वच्छ व्हॅक्यूम वातावरण मिळविण्याचा मार्ग म्हणजे व्हॅक्यूमिंग वापरणे. ऑइल डिफ्यूजन पंप, एक आण्विक पंप किंवा कंडेन्सेशन पंप व्हॅक्यूम काढण्यासाठी आणि उच्च व्हॅक्यूम वातावरण प्राप्त करण्यासाठी वापरला जातो. तेल प्रसार पंपांना थंड पाणी आणि बॅकिंग पंप आवश्यक असतो. ते आकाराने मोठे आहेत आणि उच्च ऊर्जा वापरतात, ज्यामुळे कोटिंग प्रक्रियेत प्रदूषण होते. आण्विक पंपांना सहसा त्यांच्या कामात मदत करण्यासाठी बॅकिंग पंप आवश्यक असतो आणि ते महाग असतात. याउलट, कंडेन्सेशन पंपमुळे प्रदूषण होत नाही. , बॅकिंग पंप आवश्यक नाही, उच्च कार्यक्षमता आणि चांगली विश्वासार्हता आहे, म्हणून ते ऑप्टिकल व्हॅक्यूम कोटिंगसाठी सर्वात योग्य आहे. सामान्य व्हॅक्यूम कोटिंग मशीनचा अंतर्गत कक्ष खालील आकृतीमध्ये दर्शविला आहे:
व्हॅक्यूम कोटिंगमध्ये, फिल्म सामग्रीला वायू स्थितीत गरम करणे आवश्यक आहे आणि नंतर थरच्या पृष्ठभागावर फिल्म स्तर तयार करण्यासाठी जमा करणे आवश्यक आहे. वेगवेगळ्या प्लेटिंग पद्धतींनुसार, ते तीन प्रकारांमध्ये विभागले जाऊ शकते: थर्मल बाष्पीभवन हीटिंग, स्पटरिंग हीटिंग आणि आयन प्लेटिंग.
थर्मल बाष्पीभवन हीटिंग सहसा क्रूसिबल गरम करण्यासाठी प्रतिरोधक तार किंवा उच्च-फ्रिक्वेंसी इंडक्शन वापरते, ज्यामुळे क्रूसिबलमधील फिल्म सामग्री गरम होते आणि कोटिंग तयार करण्यासाठी वाष्पीकरण होते.
स्पटरिंग हीटिंग दोन प्रकारांमध्ये विभागली गेली आहे: आयन बीम स्पटरिंग हीटिंग आणि मॅग्नेट्रॉन स्पटरिंग हीटिंग. आयन बीम स्पटरिंग हीटिंग आयन बीम उत्सर्जित करण्यासाठी आयन गन वापरते. आयन बीम विशिष्ट घटना कोनात लक्ष्यावर भडिमार करतो आणि त्याच्या पृष्ठभागावरील थर बाहेर टाकतो. अणू, जे पातळ फिल्म तयार करण्यासाठी सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागावर जमा होतात. आयन बीम स्पटरिंगचा मुख्य तोटा हा आहे की लक्ष्य पृष्ठभागावर बॉम्बर्ड केलेले क्षेत्र खूप लहान आहे आणि जमा होण्याचे प्रमाण सामान्यतः कमी आहे. मॅग्नेट्रॉन स्पटरिंग हीटिंग म्हणजे इलेक्ट्रॉन विद्युत क्षेत्राच्या कृती अंतर्गत सब्सट्रेटकडे गती वाढवतात. या प्रक्रियेदरम्यान, इलेक्ट्रॉन आर्गॉन वायूच्या अणूंशी आदळतात, मोठ्या संख्येने आर्गॉन आयन आणि इलेक्ट्रॉन्सचे आयनीकरण करतात. इलेक्ट्रॉन सब्सट्रेटच्या दिशेने उडतात आणि आर्गॉन आयन विद्युत क्षेत्राद्वारे गरम होतात. लक्ष्याच्या कृती अंतर्गत लक्ष्याचा वेग वाढविला जातो आणि त्याचा भडिमार केला जातो आणि लक्ष्यातील तटस्थ लक्ष्य अणू एक फिल्म तयार करण्यासाठी सब्सट्रेटवर जमा केले जातात. मॅग्नेट्रॉन स्पटरिंग उच्च फिल्म निर्मिती दर, कमी सब्सट्रेट तापमान, चांगली फिल्म आसंजन आणि मोठ्या क्षेत्रावरील कोटिंग मिळवू शकते याद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहे.
आयन प्लेटिंग म्हणजे गॅस किंवा बाष्पीभवन झालेल्या पदार्थांचे अंशतः आयनीकरण करण्यासाठी गॅस डिस्चार्ज वापरणारी पद्धत आणि वायू आयन किंवा बाष्पीभवन केलेल्या पदार्थांच्या आयनांच्या भडिमाराखाली बाष्पीभवन केलेले पदार्थ सब्सट्रेटवर जमा करते. आयन प्लेटिंग हे व्हॅक्यूम बाष्पीभवन आणि स्पटरिंग तंत्रज्ञानाचे संयोजन आहे. हे बाष्पीभवन आणि स्पटरिंग प्रक्रियेचे फायदे एकत्र करते आणि जटिल फिल्म सिस्टमसह वर्कपीस कोट करू शकते.
4 निष्कर्ष
या लेखात, आम्ही प्रथम ऑप्टिकल चित्रपटांची मूलभूत तत्त्वे सादर करतो. फिल्मची संख्या आणि जाडी आणि वेगवेगळ्या फिल्म लेयर्समधील रिफ्रॅक्टिव्ह इंडेक्समधील फरक सेट करून, आम्ही फिल्म लेयर्समधील प्रकाश किरणांचा हस्तक्षेप साध्य करू शकतो, ज्यामुळे आवश्यक फिल्म लेयर फंक्शन प्राप्त होते. हा लेख नंतर प्रत्येकाला चित्रपट डिझाइनची प्राथमिक समज देण्यासाठी सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या फिल्म डिझाइन सॉफ्टवेअरचा परिचय देतो. लेखाच्या तिसऱ्या भागात, आम्ही सराव मध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरल्या जाणार्या व्हॅक्यूम कोटिंग तंत्रज्ञानावर लक्ष केंद्रित करून कोटिंग तंत्रज्ञानाचा तपशीलवार परिचय देतो. मला विश्वास आहे की हा लेख वाचून, प्रत्येकाला ऑप्टिकल कोटिंगची चांगली समज असेल. पुढच्या लेखात, आम्ही लेप केलेल्या घटकांची कोटिंग चाचणी पद्धत सामायिक करू, म्हणून संपर्कात रहा.
संपर्क:
Email:info@pliroptics.com ;
फोन/Whatsapp/Wechat:86 19013265659
जोडा:बिल्डिंग 1, नं.1558, इंटेलिजन्स रोड, किंगबाईजियांग, चेंगडू, सिचुआन, चीन
पोस्ट वेळ: एप्रिल-१०-२०२४
