1 Prinsip filem optik
Dalam artikel ini, kami akan memperkenalkan prinsip filem nipis optik, perisian reka bentuk yang biasa digunakan dan teknologi salutan.
Prinsip asas mengapa filem optik boleh mencapai fungsi unik seperti anti pantulan, pantulan tinggi atau pemisahan cahaya ialah gangguan filem nipis cahaya. Filem nipis biasanya terdiri daripada satu atau lebih kumpulan lapisan bahan indeks biasan tinggi dan lapisan bahan indeks biasan rendah ditindih secara berselang-seli. Bahan lapisan filem ini biasanya oksida, logam atau fluorida. Dengan menetapkan bilangan, ketebalan dan lapisan filem yang berbeza bagi filem, Perbezaan indeks biasan antara lapisan boleh mengawal gangguan pancaran cahaya antara lapisan filem untuk mendapatkan fungsi yang diperlukan.
Mari kita ambil salutan anti-pantulan biasa sebagai contoh untuk menggambarkan fenomena ini. Untuk memaksimumkan atau mengurangkan gangguan, ketebalan optik lapisan salutan biasanya 1/4 (QWOT) atau 1/2 ( HWOT). Dalam rajah di bawah, indeks biasan medium kejadian ialah n0, dan indeks biasan substrat ialah ns. Oleh itu, gambar indeks biasan bahan filem yang boleh menghasilkan keadaan pembatalan gangguan boleh dikira. Rasuk cahaya yang dipantulkan oleh permukaan atas lapisan filem ialah R1, Rasuk cahaya yang dipantulkan oleh permukaan bawah filem ialah R2. Apabila ketebalan optik filem ialah 1/4 panjang gelombang, perbezaan laluan optik antara R1 dan R2 ialah 1/2 panjang gelombang, dan keadaan gangguan dipenuhi, sekali gus menghasilkan gangguan yang merosakkan gangguan. Fenomena.
Dengan cara ini, keamatan pancaran pantulan menjadi sangat kecil, dengan itu mencapai tujuan anti pantulan.
2 Perisian reka bentuk filem nipis optik
Bagi memudahkan juruteknik mereka bentuk sistem filem yang memenuhi pelbagai fungsi tertentu, perisian reka bentuk filem nipis telah dibangunkan. Perisian reka bentuk menyepadukan bahan salutan yang biasa digunakan dan parameternya, simulasi lapisan filem dan algoritma pengoptimuman serta fungsi analisis, menjadikannya lebih mudah bagi juruteknik untuk membangun dan menganalisis. Pelbagai sistem filem. Perisian reka bentuk filem yang biasa digunakan adalah seperti berikut:
A.TFCalc
TFCalc ialah alat universal untuk reka bentuk dan analisis filem nipis optik. Ia boleh digunakan untuk mereka bentuk pelbagai jenis anti pantulan, pantulan tinggi, laluan jalur, spektroskopi, fasa dan sistem filem lain. TFCalc boleh mereka bentuk sistem filem dua muka pada substrat, dengan sehingga 5,000 lapisan filem pada satu permukaan. Ia menyokong input formula tindanan filem dan boleh mensimulasikan pelbagai jenis pencahayaan: seperti rasuk kon, rasuk sinaran rawak, dll. Kedua, perisian mempunyai fungsi pengoptimuman tertentu, dan boleh menggunakan kaedah seperti nilai ekstrem dan kaedah variasi untuk mengoptimumkan pemantulan, pemancaran, penyerapan, fasa, parameter elipsometri dan sasaran lain sistem filem. Perisian ini menyepadukan pelbagai fungsi analisis, seperti pemantulan, pemancaran, penyerapan, analisis parameter elipsometri, lengkung pengedaran intensiti medan elektrik, pantulan sistem filem dan analisis warna penghantaran, pengiraan lengkung kawalan kristal, toleransi lapisan filem dan analisis sensitiviti , Analisis hasil, dsb. Antara muka operasi TFCalc adalah seperti berikut:
Dalam antara muka operasi yang ditunjukkan di atas, dengan memasukkan parameter dan syarat sempadan dan mengoptimumkan, anda boleh mendapatkan sistem filem yang memenuhi keperluan anda. Operasi ini agak mudah dan mudah digunakan.
B. Macleod yang penting
Essential Macleod ialah pakej perisian analisis dan reka bentuk filem optik lengkap dengan antara muka operasi berbilang dokumen yang benar. Ia boleh memenuhi pelbagai keperluan dalam reka bentuk salutan optik, daripada filem satu lapisan mudah kepada filem spektroskopi yang ketat. , ia juga boleh menilai penapisan pemultipleksan pembahagian panjang gelombang (WDM) dan pemultipleksan pembahagian panjang gelombang (DWDM). Ia boleh mereka bentuk dari awal atau mengoptimumkan reka bentuk sedia ada, dan boleh meninjau kesilapan dalam reka bentuk. Ia kaya dengan fungsi dan berkuasa.
Antara muka reka bentuk perisian ditunjukkan dalam rajah di bawah:
C. OptiLayer
Perisian OptiLayer menyokong keseluruhan proses filem nipis optik: parameter - reka bentuk - pengeluaran - analisis penyongsangan. Ia termasuk tiga bahagian: OptiLayer, OptiChar dan OptiRE. Terdapat juga perpustakaan pautan dinamik (DLL) OptiReOpt yang boleh meningkatkan fungsi perisian.
OptiLayer meneliti fungsi penilaian dari reka bentuk ke sasaran, mencapai sasaran reka bentuk melalui pengoptimuman dan melakukan analisis ralat pra-pengeluaran. OptiChar mengkaji fungsi perbezaan antara ciri spektrum bahan lapisan dan ciri spektrum yang diukur di bawah pelbagai faktor penting dalam teori filem nipis, dan memperoleh model bahan lapisan yang lebih baik dan realistik dan pengaruh setiap faktor pada reka bentuk semasa, menunjukkan penggunaan Apa faktor perlu dipertimbangkan semasa mereka bentuk lapisan bahan ini? OptiRE mengkaji ciri spektrum model reka bentuk dan ciri spektrum model yang diukur secara eksperimen selepas pengeluaran. Melalui penyongsangan kejuruteraan, kami memperoleh beberapa ralat yang dijana semasa pengeluaran dan memberi mereka kembali kepada proses pengeluaran untuk membimbing pengeluaran. Modul di atas boleh dikaitkan melalui fungsi perpustakaan pautan dinamik, dengan itu merealisasikan fungsi seperti reka bentuk, pengubahsuaian dan pemantauan masa nyata dalam satu siri proses daripada reka bentuk filem kepada pengeluaran.
3 Teknologi salutan
Mengikut kaedah penyaduran yang berbeza, ia boleh dibahagikan kepada dua kategori: teknologi salutan kimia dan teknologi salutan fizikal. Teknologi salutan kimia terutamanya dibahagikan kepada penyaduran rendaman dan penyaduran semburan. Teknologi ini lebih mencemarkan dan mempunyai prestasi filem yang lemah. Ia secara beransur-ansur digantikan oleh teknologi salutan fizikal generasi baharu. Salutan fizikal dilakukan dengan penyejatan vakum, penyaduran ion, dll. Salutan vakum ialah kaedah penyejatan (atau percikan) logam, sebatian dan bahan filem lain dalam vakum untuk mendepositkannya pada substrat yang akan disalut. Dalam persekitaran vakum, peralatan salutan mempunyai lebih sedikit kekotoran, yang boleh menghalang pengoksidaan permukaan bahan dan membantu memastikan keseragaman spektrum dan konsistensi ketebalan filem, jadi ia digunakan secara meluas.
Dalam keadaan biasa, 1 tekanan atmosfera adalah kira-kira 10 kepada kuasa 5 Pa, dan tekanan udara yang diperlukan untuk salutan vakum biasanya 10 kepada kuasa 3 Pa dan ke atas, yang tergolong dalam salutan vakum tinggi. Dalam salutan vakum, permukaan komponen optik perlu sangat bersih, jadi ruang vakum semasa pemprosesan juga perlu sangat bersih. Pada masa ini, cara untuk mendapatkan persekitaran vakum yang bersih secara amnya menggunakan penyedutan. Pam resapan minyak, Pam molekul atau pam pemeluwapan digunakan untuk mengekstrak vakum dan mendapatkan persekitaran vakum yang tinggi. Pam resapan minyak memerlukan air penyejuk dan pam sokongan. Ia bersaiz besar dan menggunakan tenaga yang tinggi, yang akan menyebabkan pencemaran kepada proses salutan. Pam molekul biasanya memerlukan pam sokongan untuk membantu dalam kerja mereka dan mahal. Sebaliknya, pam pemeluwapan tidak menyebabkan pencemaran. , tidak memerlukan pam sokongan, mempunyai kecekapan tinggi dan kebolehpercayaan yang baik, jadi ia paling sesuai untuk salutan vakum optik. Ruang dalaman mesin salutan vakum biasa ditunjukkan dalam rajah di bawah:
Dalam salutan vakum, bahan filem perlu dipanaskan kepada keadaan gas dan kemudian didepositkan ke permukaan substrat untuk membentuk lapisan filem. Mengikut kaedah penyaduran yang berbeza, ia boleh dibahagikan kepada tiga jenis: pemanasan penyejatan terma, pemanasan sputtering dan penyaduran ion.
Pemanasan penyejatan terma biasanya menggunakan wayar rintangan atau aruhan frekuensi tinggi untuk memanaskan pijar, supaya bahan filem dalam pijar dipanaskan dan diwap untuk membentuk salutan.
Pemanasan sputtering dibahagikan kepada dua jenis: pemanasan sputtering rasuk ion dan pemanasan sputtering magnetron. Pemanasan sputtering rasuk ion menggunakan pistol ion untuk memancarkan rasuk ion. Pancaran ion mengebom sasaran pada sudut kejadian tertentu dan menyembur keluar lapisan permukaannya. atom, yang memendap ke permukaan substrat untuk membentuk filem nipis. Kelemahan utama pancaran ion sputtering ialah kawasan yang dibombardir pada permukaan sasaran adalah terlalu kecil dan kadar pemendapan secara amnya rendah. Pemanasan sputtering magnetron bermakna elektron memecut ke arah substrat di bawah tindakan medan elektrik. Semasa proses ini, elektron berlanggar dengan atom gas argon, mengionkan sejumlah besar ion argon dan elektron. Elektron terbang ke arah substrat, dan ion argon dipanaskan oleh medan elektrik. Sasaran dipercepatkan dan dibombardir di bawah tindakan sasaran, dan atom sasaran neutral dalam sasaran didepositkan pada substrat untuk membentuk filem. Sputtering magnetron dicirikan oleh kadar pembentukan filem yang tinggi, suhu substrat yang rendah, lekatan filem yang baik, dan boleh mencapai salutan kawasan yang besar.
Penyaduran ion merujuk kepada kaedah yang menggunakan pelepasan gas untuk mengion sebahagian gas atau bahan tersejat, dan memendapkan bahan tersejat pada substrat di bawah pengeboman ion gas atau ion bahan tersejat. Penyaduran ion ialah gabungan teknologi penyejatan vakum dan sputtering. Ia menggabungkan kelebihan proses penyejatan dan sputtering dan boleh menyalut bahan kerja dengan sistem filem yang kompleks.
4 Kesimpulan
Dalam artikel ini, kami mula-mula memperkenalkan prinsip asas filem optik. Dengan menetapkan bilangan dan ketebalan filem dan perbezaan indeks biasan antara lapisan filem yang berbeza, kita boleh mencapai gangguan pancaran cahaya antara lapisan filem, dengan itu memperoleh fungsi lapisan Filem yang diperlukan. Artikel ini kemudiannya memperkenalkan perisian reka bentuk filem yang biasa digunakan untuk memberi semua orang pemahaman awal tentang reka bentuk filem. Dalam bahagian ketiga artikel, kami memberikan pengenalan terperinci kepada teknologi salutan, memfokuskan pada teknologi salutan vakum yang digunakan secara meluas dalam amalan. Saya percaya bahawa melalui membaca artikel ini, semua orang akan mempunyai pemahaman yang lebih baik tentang salutan optik. Dalam artikel seterusnya, kami akan berkongsi kaedah ujian salutan bagi komponen bersalut, jadi nantikan.
Hubungi:
Email:info@pliroptics.com ;
Telefon/Whatsapp/Wechat:86 19013265659
Tambah:Bangunan 1, No.1558, jalan risikan, qingbaijiang, chengdu, sichuan, china
Masa siaran: Apr-10-2024
