Металллаштырылган оптик тәрәзәләр: төгәл оптикада танылган булмаган мөмкинлекләр

Төгәл оптика һәм оптоэлектрон системаларда төрле компонентлар билгеле бер роль уйный, катлаулы бурычларны үтәү өчен бергә эшли. Бу компонентлар төрле ысуллар белән җитештерелгәнлектән, аларның өслек эшкәртү ысуллары да төрлечә. Киң кулланыла торган элементлар арасында,оптик тәрәзәләркүп төрле процесс вариантларында була. Гади булып күренгән, ләкин мөһим өлеш -металллаштырылган оптик тәрәзә— оптик юлның "капкачысы" гына түгел, ә чынмөмкинлек бирүчесистема функциональлеге турында. Әйдәгез, якыннанрак карап чыгыйк.

Металллаштырылган оптик тәрәзә нәрсә ул һәм ни өчен аны металллаштырырга кирәк?

1) Билгеләмә

Гади итеп әйткәндә,металллаштырылган оптик тәрәзәоптик компонент, аның нигезе - гадәттә пыяла, эретелгән кремний, сапфир һ.б. - кырыйларына яки билгеләнгән өслек өлкәләренә югары төгәллекле вакуум процесслары, мәсәлән, парга әйләндерү яки сиптерү аша урнаштырылган юка металл катламы (яки күп катламлы) (мәсәлән, Cr, Au, Ag, Al, Ni) белән капланган.

Киң фильтрлау таксономиясеннән чыгып, металллаштырылган тәрәзәләртүгелтрадицион "оптик фильтрлар". Классик фильтрлар (мәсәлән, полосалы, озын үткәрүчән) яктылык спектрын үзгәртеп, билгеле бер спектраль полосаларны сайлап тапшыру яки чагылдыру өчен эшләнгән.оптик тәрәзәкиресенчә, ул, нигездә, саклаучы. Ул сакларга тиешюгары тапшырукиң диапазон аша (мәсәлән, VIS, IR яки UV) тәэмин иткәндәәйләнә-тирә мохитне изоляцияләү һәм герметиклаштыру.

Төгәлрәге, металлик тәрәзә - улмахсуслаштырылган субклассоптик тәрәзәнең үзенчәлеге шундаметаллизация, ул гадәти тәрәзә бирә алмаган функцияләрне бирә.

2) Ни өчен металлизацияләү? Төп максатлар һәм өстенлекләр

Номиналь рәвештә үтә күренмәле компонентны тонык металл белән каплау акылга сыймаслык тоелырга мөмкин, ләкин бу акыллы, максатчан сайлау. Металллаштыру гадәттә түбәндәгеләрнең берсен яки берничәсен мөмкин итә:

(а) Электромагнит комачаулаудан (ЭМИ) саклану
Күп электрон һәм оптоэлектрон системаларда сизгер сенсорлар (мәсәлән, CCD/CMOS) һәм лазерлар тышкы электромагнит нурланышларына бирешүчән, һәм алар үзләре дә комачаулый ала. Тәрәзәдәге өзлексез, үткәргеч металл катлам ... кебек эш итә ала.Фарадей читлеге, кирәкмәгән RF/EM кырларын блоклаганда яктылыкның үтеп керүенә мөмкинлек бирә, шуның белән җайланма эшчәнлеген тотрыклыландыра.

(b) Электр тоташтыруы һәм җир белән тоташтыру
Металллаштырылган катлам үткәргеч. Аңа чыбыкны ябыштыру яки металл корпуска тоташтыру ярдәмендә, тәрәзәнең эчке ягына урнаштырылган элементлар (мәсәлән, җылыткычлар, температура датчиклары, электродлар) өчен электр юллары булдырырга яки статик энергияне бетерү һәм экранлауны көчәйтү өчен тәрәзәне җиргә бәйләргә мөмкин.

(c) Герметик герметиклау
Бу - төп куллану очрагы. Югары вакуум яки инерт атмосфера таләп итә торган җайланмаларда (мәсәлән, лазер лампалары, фотокүбәйтү лампалары, аэрокосмик сенсорлар) тәрәзә металл пакетка беркетелергә тиеш.даими, бик ышанычлы мөһерКулланукаешлау, тәрәзәнең металлик кырые металл корпус белән тоташтырылган, бу ябыштыргычка караганда күпкә яхшырак герметиклыкка ирешү өчен, озак вакытлы әйләнә-тирә мохит тотрыклылыгын тәэмин итә.

(d) Диафрагмалар һәм битлекләр
Металлизация бөтен өслекне капларга тиеш түгел; аны бизәкләп була. Тегелгән металл битлек (мәсәлән, түгәрәк яки квадрат) куллану төгәл билгели.ачык диафрагма, чит яктылыкны блоклый һәм SNR һәм сурәт сыйфатын яхшырта.

Металл тәрәзәләр кайда кулланыла

Бу мөмкинлекләр аркасында, металл тәрәзәләр мохит таләп иткән урыннарда киң кулланыла:

• Оборона һәм аэрокосмик:ракета эзләүчеләр, юлдашларның файдалы йөкләнешләре, һавадагы инфракызыл системалар - монда тибрәнү, җылылык экстремумнары һәм көчле электромагнит нурланышы нормаль күренеш. Металлизация саклау, герметизация һәм экранлаштыру китерә.

• Югары дәрәҗәдәге сәнәгать һәм тикшеренүләр:югары куәтле лазерлар, кисәкчәләр детекторлары, вакуум карау мәйданчыклары, криостатлар — ныклы вакуум бөтенлеген, нурланышка чыдамлыкны һәм ышанычлы электр интерфейсларын таләп итә торган кушымталар.

• Медицина һәм тормыш фәннәре:нурны чыгарганда лазер куышлыгын герметизацияләргә тиешле интегральләштерелгән лазерлар (мәсәлән, агым цитометрлары) белән җиһазландырылган җайланмалар.

• Элемтә һәм сизү:сигнал сафлыгы өчен электромагнит экранлаштырудан файда күрүче оптик җепселле модульләр һәм газ сенсорлары.

Төп спецификацияләр һәм сайлау критерийлары

Металллаштырылган оптик тәрәзәләрне билгеләгәндә яки бәяләгәндә, түбәндәгеләргә игътибар итегез:

1. Субстрат материалы– Оптик һәм физик күрсәткечләрне билгели:

• BK7/K9 пыяласы:икътисади; күренергә яраклы.

• Эретелгән кремний оксиды:Ультрафиолеттан NIRга югары үткәрүчәнлек; түбән CTE һәм бик яхшы тотрыклылык.

• Сапфир:бик нык, тырналуга чыдам, югары температурага чыдам; каты мохиттә киң ультрафиолет-урта инфракызыл нурланыш куллану мөмкинлеге.

• Si / Ge:нигездә, инфракызыл диапазоннар өчен.

2. Ачык диафрагма (CA)– Оптик спецификацияләргә туры килә торган өлкә. Металллаштырылган өлкәләр, гадәттә, CA тышында (һәм аннан зуррак) урнашкан.

3. Металлизация төре һәм калынлыгы–

• Crеш кына яктылыкны блоклаучы тишекләр һәм ябыштыру/пештерү нигезе буларак кулланыла.

• Auпаялау/пряпить өчен югары үткәрүчәнлек һәм оксидлашуга каршы торучанлык бирә.
  Гадәти калынлыклар: функциягә туры китереп эшләнгән дистәләгән нанометрдан йөзләгән нанометрга кадәр.

4. Трансмиссия– Максатлы диапазон буенча процентлы үткәрүчәнлек (λ₁–λ₂). Югары җитештерүчәнлекле тәрәзәләр артып китә ала99%проект полосасы эчендә (ачык диафрагмада тиешле AR капламалары белән).

5. Герметиклык– Кабызылган тәрәзәләр өчен бик мөһим; гадәттә гелий агып чыгу сынаулары ярдәмендә раслана, агып чыгу дәрәҗәсе бик югары, мәсәлән< 1 × 10⁻⁸ см³/с(атм Хе).

6. Пыхлау туры килүчәнлеге– Металл катлам сайланган тутыргычларга (мәсәлән, AuSn, AgCu эвтектикасы) яхшы чыланырга һәм ябышырга, шулай ук ​​термик циклга һәм механик көчәнешкә чыдам булырга тиеш.

7. Өслек сыйфаты– Scratch-Dig (мәсәлән,60-40яки яхшырак); кечерәк саннар кимчелекләрнең азрак/җиңелрәк булуын күрсәтә.

8. Өслек фигурасы– Яссылык тайпылышы, гадәттә билгеле бер дулкын озынлыгындагы дулкыннарда күрсәтелә (мәсәлән,λ/4, λ/10 @ 632.8 нм); кечерәк кыйммәтләр яхшырак яссылык дигән сүз.

Нәтиҗә

Металллаштырылган оптик тәрәзәләр тоташкан урында урнашканоптик эшчәнлекһәммеханик/электрик функцияАлар гади тапшырудан тыш, хезмәт итәләрсаклагыч киртәләр, электромагнит киртәләр, герметик интерфейслар һәм электр күперләреДөрес чишелешне сайлау өчен система дәрәҗәсендәге сәүдә тикшеренүе кирәк: Сезгә үткәрүчәнлек кирәкме? Кабызылган герметиклык? Эш зонасы нинди? Әйләнә-тирә мохиткә йөкләнеш ни дәрәҗәдә көчле? Җаваплар нигезне, металлизация катламын һәм эшкәртү юлын сайлауны билгели.

Нәкъ менә шушы кушылмамикрокүләмле төгәллек(уннарча нанометрлы инженер металл пленкалар) һәммакрокүләм ныклык(басым аермаларына һәм көчле җылылык үзгәрешләренә чыдам), бу металллаштырылган оптик тәрәзәләрне алыштыргысыз итә«супер тәрәзә»— нечкә оптик өлкәне чынбарлыктагы иң кырыс шартлар белән бәйләү.