1 Zasady folii optycznych
W tym artykule przedstawimy zasady działania cienkich warstw optycznych, powszechnie stosowane oprogramowanie do projektowania i technologię powlekania.
Podstawową zasadą, dzięki której folie optyczne mogą osiągać unikalne funkcje, takie jak przeciwodblaski, wysokie odbicie lub rozszczepianie światła, jest cienkowarstwowa interferencja światła. Cienkie folie składają się zwykle z jednej lub większej liczby grup warstw materiału o wysokim współczynniku załamania światła i warstw materiału o niskim współczynniku załamania światła, nałożonych na siebie naprzemiennie. Te materiały warstwowe to na ogół tlenki, metale lub fluorki. Ustawiając liczbę, grubość i różne warstwy folii, różnica współczynnika załamania światła między warstwami może regulować interferencję wiązek światła między warstwami folii w celu uzyskania wymaganych funkcji.
Aby zilustrować to zjawisko, weźmy jako przykład popularną powłokę przeciwodblaskową. Aby zmaksymalizować lub zmniejszyć zakłócenia, grubość optyczna warstwy powłoki wynosi zwykle 1/4 (QWOT) lub 1/2 (HWOT). Na poniższym rysunku współczynnik załamania światła padającego ośrodka wynosi n0, a współczynnik załamania podłoża wynosi ns. W związku z tym można obliczyć obraz współczynnika załamania światła materiału filmowego, który może wytworzyć warunki eliminacji zakłóceń. Wiązka światła odbita od górnej powierzchni warstwy folii to R1. Wiązka światła odbita od dolnej powierzchni folii to R2. Gdy grubość optyczna folii wynosi 1/4 długości fali, różnica ścieżki optycznej między R1 i R2 wynosi 1/2 długości fali, a warunki interferencji są spełnione, wytwarzając w ten sposób destrukcyjną interferencję. Zjawisko.
W ten sposób intensywność odbitej wiązki staje się bardzo mała, osiągając w ten sposób cel antyrefleksyjny.
2 Oprogramowanie do projektowania cienkich folii optycznych
Aby ułatwić technikom projektowanie systemów folii spełniających różne specyficzne funkcje, opracowano oprogramowanie do projektowania cienkich folii. Oprogramowanie do projektowania integruje powszechnie stosowane materiały powłokowe i ich parametry, algorytmy symulacji i optymalizacji warstwy folii oraz funkcje analityczne, ułatwiając technikom opracowywanie i analizę. Różne systemy folii. Powszechnie używane programy do projektowania filmów to:
A.TF Calc
TFCalc to uniwersalne narzędzie do projektowania i analizy cienkich warstw optycznych. Można go stosować do projektowania różnego rodzaju systemów przeciwodblaskowych, wysokoodbiciowych, środkowoprzepustowych, spektroskopowych, fazowych i innych. TFCalc może zaprojektować dwustronny system folii na podłożu, zawierający do 5000 warstw folii na jednej powierzchni. Obsługuje wprowadzanie formuł stosu filmów i może symulować różne typy oświetlenia: takie jak wiązki stożkowe, wiązki promieniowania losowego itp. Po drugie, oprogramowanie ma pewne funkcje optymalizacyjne i może wykorzystywać metody takie jak metody wartości ekstremalnych i metody wariacyjne w celu optymalizacji współczynnik odbicia, transmitancja, absorbancja, faza, parametry elipsometryczne i inne cele systemu folii. Oprogramowanie integruje różne funkcje analityczne, takie jak współczynnik odbicia, transmitancja, absorbancja, analiza parametrów elipsometrii, krzywa rozkładu natężenia pola elektrycznego, analiza odbicia systemu folii i koloru transmisji, obliczanie krzywej kontroli kryształu, tolerancja i analiza wrażliwości warstwy folii, analiza wydajności itp. Interfejs operacyjny TFCalc jest następujący:
W pokazanym powyżej interfejsie operacyjnym, wprowadzając parametry i warunki brzegowe oraz optymalizując, możesz uzyskać system filmowy spełniający Twoje potrzeby. Operacja jest stosunkowo prosta i łatwa w użyciu.
B. Niezbędny Macleod
Essential Macleod to kompletny pakiet oprogramowania do analizy i projektowania błon optycznych z prawdziwym interfejsem obsługi wielu dokumentów. Może spełniać różne wymagania w zakresie projektowania powłok optycznych, od prostych folii jednowarstwowych po rygorystyczne folie spektroskopowe. może także oceniać filtry multipleksowania z podziałem długości fali (WDM) i gęstego multipleksowania z podziałem długości fali (DWDM). Może projektować od podstaw lub optymalizować istniejące projekty, a także sprawdzać błędy w projekcie. Jest bogaty w funkcje i potężny.
Interfejs projektowy oprogramowania pokazano na poniższym rysunku:
C. OptiLayer
Oprogramowanie OptiLayer wspiera cały proces tworzenia cienkich warstw optycznych: parametry – projektowanie – produkcja – analiza inwersji. Zawiera trzy części: OptiLayer, OptiChar i OptiRE. Dostępna jest także biblioteka dołączana dynamicznie OptiReOpt (DLL), która może ulepszyć funkcje oprogramowania.
OptiLayer bada funkcję oceny od projektu do celu, osiąga cel projektu poprzez optymalizację i przeprowadza przedprodukcyjną analizę błędów. OptiChar bada funkcję różnicy między charakterystyką widmową materiału warstwy a jej zmierzoną charakterystyką widmową w zależności od różnych czynników ważnych w teorii cienkowarstwowej i uzyskuje lepszy i realistyczny model materiału warstwowego oraz wpływ każdego czynnika na bieżący projekt, wskazując zastosowanie Co czynniki należy wziąć pod uwagę przy projektowaniu tej warstwy materiałów? OptiRE bada charakterystykę widmową modelu projektowego i charakterystykę widmową modelu zmierzoną eksperymentalnie po wyprodukowaniu. Poprzez inwersję inżynieryjną uzyskujemy pewne błędy generowane podczas produkcji i przekazujemy je z powrotem do procesu produkcyjnego, aby kierować produkcją. Powyższe moduły można połączyć za pomocą funkcji biblioteki dołączanej dynamicznie, realizując w ten sposób funkcje takie jak projektowanie, modyfikacja i monitorowanie w czasie rzeczywistym w szeregu procesów, od projektu filmu po produkcję.
3 Technologia powlekania
Według różnych metod powlekania można je podzielić na dwie kategorie: technologię powlekania chemicznego i technologię powlekania fizycznego. Technologia powlekania chemicznego dzieli się głównie na powlekanie zanurzeniowe i natryskiwanie. Technologia ta jest bardziej zanieczyszczająca środowisko i charakteryzuje się słabą wydajnością filmu. Jest ona stopniowo zastępowana przez nową generację technologii powlekania fizycznego. Powlekanie fizyczne przeprowadza się poprzez odparowanie próżniowe, powlekanie jonowe itp. Powlekanie próżniowe to metoda odparowywania (lub napylania katodowego) metali, związków i innych materiałów foliowych w próżni w celu osadzenia ich na powlekanym podłożu. W środowisku próżniowym sprzęt do powlekania zawiera mniej zanieczyszczeń, co może zapobiec utlenianiu powierzchni materiału i pomóc zapewnić jednorodność widmową i konsystencję grubości folii, dlatego jest szeroko stosowany.
W normalnych okolicznościach 1 ciśnienie atmosferyczne wynosi około 10 do potęgi 5 Pa, a ciśnienie powietrza wymagane do powlekania próżniowego wynosi zazwyczaj 10 do potęgi 3 Pa i więcej, co należy do powlekania wysokopróżniowego. Podczas powlekania próżniowego powierzchnia elementów optycznych musi być bardzo czysta, dlatego komora próżniowa podczas obróbki również musi być bardzo czysta. Obecnie sposobem na uzyskanie czystego środowiska próżniowego jest na ogół zastosowanie odkurzania. Pompy dyfuzyjne oleju. Pompa molekularna lub pompa kondensacyjna służy do ekstrakcji próżni i uzyskania środowiska o wysokiej próżni. Pompy dyfuzyjne oleju wymagają wody chłodzącej i pompy wspomagającej. Są duże i zużywają dużo energii, co powoduje zanieczyszczenie procesu powlekania. Pompy molekularne zwykle wymagają pompy wspomagającej do wspomagania swojej pracy i są drogie. Natomiast pompy kondensatu nie powodują zanieczyszczeń. , nie wymaga pompy podkładowej, ma wysoką wydajność i dobrą niezawodność, dlatego najlepiej nadaje się do optycznego powlekania próżniowego. Wewnętrzną komorę zwykłej maszyny do powlekania próżniowego pokazano na poniższym rysunku:
W przypadku powlekania próżniowego materiał foliowy należy podgrzać do stanu gazowego, a następnie osadzić na powierzchni podłoża w celu utworzenia warstwy folii. Według różnych metod powlekania można je podzielić na trzy typy: ogrzewanie przez odparowanie termiczne, ogrzewanie przez rozpylanie i powlekanie jonowe.
Ogrzewanie przez parowanie termiczne zwykle wykorzystuje drut oporowy lub indukcję o wysokiej częstotliwości do podgrzewania tygla, tak że materiał filmowy w tyglu jest podgrzewany i odparowywany, tworząc powłokę.
Ogrzewanie przez rozpylanie dzieli się na dwa typy: ogrzewanie przez rozpylanie wiązką jonów i ogrzewanie przez rozpylanie magnetronu. Ogrzewanie metodą rozpylania wiązką jonów wykorzystuje działo jonowe do emitowania wiązki jonów. Wiązka jonów bombarduje cel pod pewnym kątem padania i wyrzuca jego warstwę powierzchniową. atomy, które osadzają się na powierzchni podłoża, tworząc cienką warstwę. Główną wadą rozpylania wiązką jonów jest to, że obszar bombardowany na powierzchni docelowej jest zbyt mały, a szybkość osadzania jest ogólnie niska. Ogrzewanie metodą rozpylania magnetronowego oznacza, że elektrony przyspieszają w kierunku podłoża pod wpływem pola elektrycznego. Podczas tego procesu elektrony zderzają się z atomami gazu argonowego, jonizując dużą liczbę jonów i elektronów argonu. Elektrony lecą w stronę podłoża, a jony argonu podgrzewają się pod wpływem pola elektrycznego. Cel jest przyspieszany i bombardowany pod działaniem celu, a neutralne atomy celu w celu osadzają się na podłożu, tworząc film. Rozpylanie magnetronowe charakteryzuje się dużą szybkością tworzenia filmu, niską temperaturą podłoża, dobrą przyczepnością filmu i umożliwia uzyskanie powłoki o dużej powierzchni.
Powlekanie jonowe odnosi się do metody wykorzystującej wyładowania gazowe do częściowej jonizacji gazu lub odparowanych substancji i osadzania odparowanych substancji na podłożu pod bombardowaniem jonami gazu lub odparowanymi jonami substancji. Powlekanie jonowe to połączenie technologii odparowania próżniowego i rozpylania katodowego. Łączy w sobie zalety procesów odparowania i napylania oraz może pokrywać detale złożonymi systemami folii.
4 Wniosek
W tym artykule najpierw przedstawiamy podstawowe zasady dotyczące folii optycznych. Ustawiając liczbę i grubość folii oraz różnicę współczynnika załamania światła pomiędzy różnymi warstwami folii, możemy osiągnąć interferencję wiązek światła pomiędzy warstwami folii, uzyskując w ten sposób wymaganą funkcję warstwy folii. W tym artykule przedstawiono następnie powszechnie używane oprogramowanie do projektowania filmów, aby zapewnić każdemu wstępną wiedzę na temat projektowania filmów. W trzeciej części artykułu szczegółowo opisujemy technologię powlekania, skupiając się na szeroko stosowanej w praktyce technologii powlekania próżniowego. Wierzę, że dzięki przeczytaniu tego artykułu wszyscy lepiej zrozumieją powłokę optyczną. W następnym artykule podzielimy się metodą testowania powłoki powlekanych elementów, więc bądź na bieżąco.
Kontakt:
Email:info@pliroptics.com ;
Telefon/Whatsapp/Wechat: 86 19013265659
sieć:www.pliroptics.com
Dodaj:Budynek 1, nr 1558, droga wywiadowcza, Qingbaijiang, Chengdu, Syczuan, Chiny
Czas publikacji: 10 kwietnia 2024 r
