Optisko plāno filmu raksturīgais princips un klasifikācija

Attīstoties zinātnei un tehnoloģijai, kā arī ekonomiskajai globalizācijai, mūsdienu cilvēki ir ienākuši zināšanu ekonomikas sabiedrībā un informācijas sabiedrībā. Līdz ar "Ražots Ķīnā" attīstību optiskā ražošana ir augošā stāvoklī kontinentālās Ķīnas zemē, un tās attīstība ir ārkārtīgi strauja. Ķīnas optiskajai ražošanai ir sākusies nozīmīga loma starptautiskajā ekonomiskajā arēnā, un optiskā stikla un optisko detaļu izlaide Ķīnā ir gandrīz ieņem pirmo vietu. Optiskā plēve ir viens vai vairāki plēves slāņi, kas pārklāti uz optisko detaļu virsmas, mainot optisko daļu virsmas parametrus. Tā var būt metāla plēve, dielektriskā plēve vai šo divu veidu plēvju kombinācija. Plāna optiskā plēve ir neatņemama visu veidu uzlaboto fotoelektrisko tehnoloģiju sastāvdaļa. Tas var ne tikai uzlabot sistēmas veiktspēju, bet arī ir nepieciešams līdzeklis, lai sasniegtu projektēšanas mērķi, optiskās plānas plēves pielietojuma lauku un visus optiskās sistēmas aspektus, ieskaitot lāzera sistēmu, optisko komunikāciju, optisko displeju, optisko atmiņu utt., pie galvenajām optisko plānas plēves ierīcēm pieder atstarojošā plēve, pretrefleksijas plēve, polarizācijas plēve, traucējumu filtrs un spektroskops utt. Tās ir plaši izmantotas valsts ekonomikā un valsts aizsardzības būvniecībā, kā arī tām ir pievērsta arvien lielāka zinātnisko un tehnisko darbinieku uzmanība.
Pašlaik ir vairāk nekā 60 parasto optisko pārklājumu materiālu veidu, un to šķirnes un pielietošanas funkcijas joprojām tiek nepārtraukti attīstītas. Pēdējos gados tas ir kļuvis par metāla plēves sistēmu, kad zelta, sudraba, vara un alumīnija biezums ir 7 ~ 20 ° C. Tā caurlaidība uz redzamo gaismu ir 50%, bet infrasarkanās gaismas starojums ir mazāks par 10%. Šāda veida plāna plēve ir veiksmīgi piemērota Apollo kosmosa kuģa panelim, lai pārraidītu daļu redzamās gaismas, un gandrīz visa infrasarkanā gaisma tiek atspoguļota termiskai kontrolei. Šis raksts galvenokārt iepazīstina ar optisko plāno filmu raksturīgo principu un klasifikāciju.
I. Optiskās filmas definīcija
Optiskā plēve ir sava veida optisks vidējs materiāls, kas sastāv no plānas slāņainas vides un caur interfeisu izplata gaismas staru. Optiskās plēves pielietošana sākās pagājušā gadsimta trīsdesmitajos gados. Optisko plēvi plaši izmanto optikas un fotoelektronu tehnoloģijas jomā, ražojot dažādus optiskos instrumentus. Sagatavošanas sloksnei ir vajadzīgas augstas un smalkas detaļas.
Optiskās plēves definīcija ir šāda: plāns un vienmērīgs dielektriskās plēves slānis, kas gaismas izplatīšanās procesā ir piestiprināts pie optiskās ierīces virsmas, atstarošanās, iespiešanās (salocīšana), izejot cauri slāņveida dielektriskās plēves slānim, piemēram, emisija un polarizācija, lai sasniegtu īpašās gaismas formas, kuras vēlamies vienā vai vairākās viļņu joslās, piemēram, visa cauri esošā gaisma vai visa gaismas atstarošanās vai polarizācijas atdalīšana.
Optiskā filma ir visur mūsu dzīvē, sākot ar precīzijas un optisko aprīkojumu, displeja aprīkojumu un beidzot ar optiskās filmas izmantošanu ikdienas dzīvē; piemēram, brilles, digitālās fotokameras, visu veidu sadzīves tehnikas, ko parasti valkā, vai banknošu viltošanas novēršanas tehnoloģiju var saukt par optisko filmu tehnoloģijas pielietojuma paplašināšanu. Ja nav optiskās plānas plēves tehnoloģijas kā attīstības pamatu, mūsdienīgā fotoelektriskā, sakaru vai lāzera tehnoloģija nevirzīsies uz priekšu, kas arī parāda optiskās plānas plēves tehnoloģijas izpētes un attīstības nozīmi.
Optiskā plēve attiecas uz viena vai vairāku dielektriskās plēves vai metāla plēves slāņu pārklājumu vai pārklājumu vai šo divu veidu plēvju kombināciju uz optiskiem elementiem vai neatkarīgiem substrātiem, lai mainītu gaismas viļņu caurlaidības raksturlielumus, ieskaitot caurlaidību, atstarošanu, absorbciju , gaismas izkliede, polarizācija un fāzu maiņa. Tāpēc, pareizi izstrādājot, var pielāgot elementu virsmas caurlaidību un atstarošanos dažādās viļņu joslās, un gaismai dažādās polarizācijas plaknēs var būt arī atšķirīgas īpašības.
Vispārīgi runājot, optisko plānu plēvju ražošanas režīmi galvenokārt tiek sadalīti sausajā un slapjā procesā. Tā saucamais sausais veids nozīmē, ka visā apstrādes procesā neparādās šķidrums. Piemēram, vakuuma iztvaikošana ir cietu izejvielu sildīšana ar elektrisko enerģiju vakuuma vidē, pēc sublimācijas gāzē tā tiek piestiprināta pie cietā pamatmateriāla virsmas, lai pabeigtu pārklāšanas procesu. Ikdienā redzamā zelta, sudraba vai metāla iesaiņojuma plēve dekorēšanai ir produkts, kas izgatavots no sausa pārklājuma. Tomēr, ņemot vērā faktisko masveida ražošanu, sausā pārklājuma pielietojuma diapazons ir mazāks nekā mitrajam pārklājumam. Mitrās pārklāšanas vispārējā metode ir sajaukt komponentus ar dažādām funkcijām šķidrā pārklājumā un uzklāt uz pamatmateriāla dažādās apstrādes metodēs, pēc tam izžāvēt un sacietēt šķidro pārklājumu, lai iegūtu produktu.
II. Plānslāņu iejaukšanās princips
1. Gaismas svārstības
1860. gados amerikāņu fiziķis Maksvels izstrādāja elektromagnētisko teoriju, norādot, ka gaisma ir sava veida elektromagnētiskais vilnis, kas liek viļņu teorijai attīstīties līdz perfektam līmenim.
Saskaņā ar Bo Li gaismas dualitāti gaisma ir tāda pati kā radioviļņiem, rentgena stariem ,? Stari ir elektromagnētiski viļņi, taču to frekvences ir atšķirīgas. Attiecība starp viļņa garumu λ, frekvenci u un elektromagnētiskā viļņa izplatīšanās ātrumu V ir šāda:
V = λ u
Tā kā Vācijā dažādu frekvenču elektromagnētisko viļņu izplatīšanās ātrums ir vienāds, arī atšķirīgu frekvenču elektromagnētisko viļņu viļņu garums ir atšķirīgs. Viļņa garums ar augstu frekvenci ir īss, savukārt viļņa garums ar zemu frekvenci ir garš. Salīdzināšanas ērtībai saskaņā ar radioviļņu, infrasarkano staru, redzamo gaismu, ultravioleto staru, rentgena un? Staru viļņa garums (vai frekvence) utt. Sakārto tos spektrā pēc kārtas, ko sauc par elektromagnētisko spektru.
Elektromagnētiskajā spektrā radioviļņiem ir visgarākais viļņu garums, ko var iedalīt garajos, vidējos, īsajos, ultraviļņu, mikroviļņu un tā tālāk. Otrais ir infrasarkanais, redzamais un ultravioletais stars, ko kopīgi sauc par gaismas starojumu. Starp visiem elektromagnētiskajiem viļņiem cilvēka acis var redzēt tikai redzamu gaismu. Redzamās gaismas viļņa garums ir aptuveni no 0,76 mikroniem līdz 0,40 mikroniem, kas veido tikai nelielu daļu no elektromagnētiskā spektra. Otrais ir rentgenstūris. Elektromagnētiskais vilnis ar īsāko viļņa garumu ir y Ray.
Tā kā gaisma ir sava veida elektromagnētiskais vilnis, tai vajadzētu parādīt tā raksturlielumus izplatīšanās-traucējumu, difrakcijas, polarizācijas un citu parādību procesā.
2. Plānas filmas iejaukšanās
Plēve var būt caurspīdīga, cieta, šķidra vai plāns gāzes slānis, ko iespiež divi stikla gabali. Pirmo gaismas staru atstaro plēves augšējā virsma, refrakcijas gaismu atstaro plēves apakšējā virsma, bet otro staru atstaro augšējā virsma. Abi stari atrodas vienā un tajā pašā filmas pusē, atdalīti no vienas un tās pašas krītošās vibrācijas, tā ir koherentā gaisma un pieder pie amplitūdas traucējumiem. Ja gaismas avots ir pagarināts gaismas avots (virsmas gaismas avots), traucējumus var novērot tikai divfāžu sauso staru konkrētajā pārklājošajā zonā, tāpēc tas pieder pie lokalizētiem traucējumiem. Plakanām filmām, kuru divas virsmas ir paralēlas viena otrai, iejaukšanās bārkstis atrodas bezgalībā, ko parasti novēro attēla fokusa plaknē ar konverģējošu objektīvu; ķīļveida filmām, netālu no filmas ir traucējumu lokalizācija.
Gan eksperimenti, gan teorijas ir pierādījušas, ka traucējumus var radīt tikai tad, ja divām gaismas viļņu kolonnām ir noteikta saistība. Šīs attiecības sauc par sakarīgiem nosacījumiem. Sausie plānas plēves apstākļi ietver trīs punktus: divu gaismas viļņu frekvence ir vienāda; divu gaismas viļņu vibrācijas virziens ir vienāds; fāžu starpība starp diviem gaismas viļņiem paliek nemainīga.
Divfāzu sausās gaismas optiskās ceļa starpības formula, ko traucē plānajai kārtai, ir šāda:
δ = ntcos (α) ± λ / 2
Formulā n ir filmas refrakcijas koeficients; t ir plēves biezums incidenta vietā; α ir refrakcijas leņķis filmā; λ / 2 ir tāpēc, ka divi koherentās gaismas stari atrodas divās saskarnēs ar dažādām īpašībām (viena ir optiskā blīvuma vide un optiskā blīvuma vide, otra ir optiskā blīvuma vide un optiskā blīvuma vide), kas rada papildu optiskā ceļa atšķirību, ko rada augšējā refleksija. Plānas plēves traucējumu princips tiek plaši izmantots optiskās virsmas pārbaudē, precīzā sīkā leņķa vai linearitātes noteikšanā, pretrefleksijas plēves un traucējumu filtra sagatavošanā utt.
Gaismu izstaro, mainot sākotnējā atoma vai molekulas kustības stāvokli gaismas avotā. Katra atoma vai molekulas izstarotais gaismas vilnis ir tikai īsa kolonna, ilgums ir aptuveni 1 miljards sekunžu. Diviem neatkarīgiem gaismas avotiem nav viegli izpildīt trīs traucējumus, piemēram, vienādu fāzi vai nemainīgu fāzu atšķirību īpašos tirgos, tāpēc divi neatkarīgi neatkarīgi vispārējie gaismas avoti nevar veidot saskaņotu gaismas avotu. Turklāt pat viena un tā paša gaismas avota dažādu daļu izstarotā gaisma parasti netraucēs, jo tos izstaro dažādi atomi vai molekulas.
3. Optiskās filmas raksturīgā klasifikācija
Galvenās optisko plānas plēves ierīces ietver atstarojošo plēvi, antirefleksijas plēvi, polarizācijas plēvi, traucējumu filtru, spektroskopu un tā tālāk, ko plaši izmanto valsts ekonomikā un valsts aizsardzības būvniecībā, tā ir ieguvusi arvien lielāku zinātnisko un tehnisko darbinieku uzmanību. Piemēram, pretrefleksijas plēves izmantošana var desmit reizes samazināt sarežģītās optiskās lēcas gaismas plūsmas zudumus; augstas refleksijas filmas proporcijas spoguļa izmantošana var divkāršot lāzera izejas jaudu; optiskas plānas plēves izmantošana var uzlabot silīcija akumulatora efektivitāti un stabilitāti.
Vienkāršākais optiskās plēves modelis ir vienmērīgs dielektriskās plēves slānis ar gludu un izotropisku virsmu. Šajā gadījumā optisko plāno filmu optiskās īpašības var izpētīt, izmantojot gaismas iejaukšanās teoriju. Kad uz optiskās plēves ir vērsts plaknes monohromatiskas gaismas vilnis, tas tiks atstarots un vairākas reizes refraktēts uz tās divām virsmām. Atstarotās gaismas un refrakcijas gaismas virzienus nosaka atspoguļojuma un refrakcijas likums, atstarotās gaismas amplitūdu nosaka pēc Fresnela formulas.
Optiskās plēves var iedalīt: atstarojošās plēves, pretrefleksijas plēves / pretrefleksijas plēves, filtru, polarizācijas / polarizācijas plēvi, kompensācijas plēvi / fāžu starpības plāksni, izlīdzināšanas plēvi, difūzijas plēvi / plēvi, spilgtuma plēvi / prizmatisko lēcu / kondensatoru, aizēnojošu plēvi / melnu un baltā līme utt. Saistītie atvasinājumi ietver optisko aizsargplēvi, logu plēvi utt.
Optiskās plēves raksturlielumi ir šādi: virsma ir gluda, un interfeiss starp plēves slāņiem rada ģeometrisku segmentāciju; plēves slāņa refrakcijas indekss var pāriet uz interfeisu, bet plēves slānī tas ir nepārtraukts; tā var būt caurspīdīga vide, tā var būt arī absorbcijas vide; tas var būt normāls vienmērīgs vai normāls nevienmērīgs. Pielietotā filma ir daudz sarežģītāka nekā ideālā filma. Tas notiek tāpēc, ka sagatavošanas laikā plēves optiskās un fizikālās īpašības atšķiras no beramā materiāla, un virsma un saskarne ir raupja, kas noved pie gaismas stara izkliedēta atstarojuma; savstarpēja iespiešanās starp plēves slāņiem veido difūzijas saskarni; plēves slāņa augšanas, struktūras, stresa un citu iemeslu dēļ veidojas visa veida plēves neviendabīgums; plēves slānim ir sarežģīts laika efekts.
Atstarojošo filmu parasti var iedalīt divos veidos: viena ir metāla atstarojošā plēve, bet otra ir visu dielektrisko atstarojošā plēve. Turklāt ir metāla dielektriska atstarojoša plēve, kas apvieno abus, kuru funkcija ir palielināt optiskās virsmas atstarojumu.
Parasti metāliem ir samērā liels ekstinkcijas koeficients. Kad gaismas stars uz metāla virsmu nonāk no gaisa, metālā ienākošās gaismas amplitūda strauji samazinās, kas metālā ienākošās gaismas enerģijai attiecīgi samazinās, bet atstarotās gaismas enerģija palielinās. Jo augstāks ir ekstinkcijas koeficients, jo ātrāk samazinās gaismas amplitūda. Jo mazāk gaismas enerģijas nonāk metālā, jo augstāka ir atstarošanās spēja. Cilvēki vienmēr kā metāla plēves materiālus izvēlas metālus ar lielu ekstinkcijas koeficientu un stabilām optiskajām īpašībām. Metāla plānais materiāls, ko parasti izmanto ultravioletajā apgabalā, ir alumīnijs, alumīnijs un sudrabs parasti tiek izmantots redzamajā apgabalā, un zelts, sudrabs un varš parasti tiek izmantots infrasarkanajā reģionā. Turklāt hromu un platīnu bieži izmanto arī kā membrānas materiālus dažām īpašām plēvēm. Tā kā alumīnijs, sudrabs, varš un citi materiāli ir viegli oksidējami gaisā un samazina to veiktspēju, tie ir jāaizsargā ar elektrisko dielektrisko membrānu. Parasti izmantotie aizsargplēves materiāli ir silīcija oksīds, magnija fluorīds, silīcija dioksīds, alumīnija oksīds utt.
Metāla atstarojošās plēves priekšrocība ir tā, ka sagatavošanas process ir vienkāršs un darba viļņu garuma diapazons ir plašs; trūkums ir tas, ka gaismas zudumi ir lieli, un atstarošanās nevar būt ļoti augsta. Lai vēl vairāk uzlabotu metāla atstarojošās plēves atstarošanos, plēves ārpusē var pārklāt vairākus dielektriskā slāņa slāņus ar noteiktu biezumu, lai veidotu metāla dielektrisko atstarojošo plēvi. Jāuzsver, ka metāla dielektriskā plēve palielina noteikta viļņa garuma (vai noteikta viļņa apgabala) atstarojumu, bet iznīcina metāla plēves neitrālas atstarošanās īpašību.