Windows Optical Metallized: The Unsung Enablers ໃນ Precision Optics

ໃນລະບົບ optics ແລະ optoelectronic ຄວາມແມ່ນຍໍາ, ອົງປະກອບທີ່ແຕກຕ່າງກັນແຕ່ລະຄົນມີບົດບາດສະເພາະ, ເຮັດວຽກຮ່ວມກັນເພື່ອເຮັດສໍາເລັດວຽກງານທີ່ສັບສົນ. ເນື່ອງຈາກວ່າອົງປະກອບເຫຼົ່ານີ້ຖືກຜະລິດດ້ວຍວິທີທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ການປິ່ນປົວດ້ານຂອງພວກມັນຍັງແຕກຕ່າງກັນ. ໃນບັນດາອົງປະກອບທີ່ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງ,ປ່ອງຢ້ຽມ opticalມາໃນຫຼາຍຕົວແປຂະບວນການ. ຊຸດຍ່ອຍທີ່ເບິ່ງຄືວ່າງ່າຍດາຍແຕ່ສໍາຄັນແມ່ນປ່ອງຢ້ຽມ optical metallized—ບໍ່ພຽງແຕ່ “ຜູ້ຮັກສາປະຕູ” ຂອງເສັ້ນທາງ optical, ແຕ່ຍັງເປັນຄວາມຈິງຕົວເປີດໃຊ້ຂອງ​ການ​ທໍາ​ງານ​ຂອງ​ລະ​ບົບ​. ລອງເບິ່ງໃກ້ໆ.

ປ່ອງຢ້ຽມ optical ທີ່ເຮັດດ້ວຍໂລຫະແມ່ນຫຍັງ - ແລະເປັນຫຍັງມັນຈຶ່ງເປັນໂລຫະ?

1) ຄໍານິຍາມ

ເວົ້າງ່າຍໆ, ກປ່ອງຢ້ຽມ optical metallizedເປັນອົງປະກອບດ້ານແສງທີ່ມີຊັ້ນລຸ່ມ, ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວເປັນແກ້ວ, ຊິລິກາຟິວສິກ, ແກມໄຟ, ແລະ ອື່ນໆ.—ມີຊັ້ນບາງໆ (ຫຼືຫຼາຍຊັ້ນ) ຂອງໂລຫະ (ເຊັ່ນ, Cr, Au, Ag, Al, Ni) ຝາກໄວ້ຢູ່ແຄມຂອງ ຫຼື ເທິງພື້ນຜິວທີ່ກໍານົດໂດຍຜ່ານຂະບວນການສູນຍາກາດທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາສູງເຊັ່ນ: ການລະເຫີຍ ຫຼື sputtering.

ຈາກການຈັດປະເພດການກັ່ນຕອງຢ່າງກວ້າງຂວາງ, ປ່ອງຢ້ຽມໂລຫະແມ່ນບໍ່"ເຄື່ອງກອງແສງແບບດັ້ງເດີມ." ການກັ່ນຕອງແບບຄລາສສິກ (ຕົວຢ່າງ, bandpass, long-pass) ຖືກອອກແບບມາເພື່ອເລືອກການຖ່າຍທອດຫຼືສະທ້ອນເຖິງບາງແຖບສະເປກຕາ, ປ່ຽນແປງສະເປກຂອງແສງ. ອັນປ່ອງຢ້ຽມ opticalໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ແມ່ນການປົກປ້ອງຕົ້ນຕໍ. ມັນຕ້ອງຮັກສາລະບົບສາຍສົ່ງສູງໃນໄລຍະວົງກວ້າງ (ຕົວຢ່າງ, VIS, IR, ຫຼື UV) ໃນຂະນະທີ່ສະຫນອງການໂດດດ່ຽວດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມແລະການຜະນຶກ.

ຫຼາຍທີ່ຊັດເຈນ, ປ່ອງຢ້ຽມໂລຫະແມ່ນ aຊັ້ນຍ່ອຍພິເສດຂອງປ່ອງຢ້ຽມ optical. ຄວາມໂດດເດັ່ນຂອງມັນແມ່ນຢູ່ໃນການໂລຫະ, ເຊິ່ງໃຫ້ຫນ້າທີ່ເປັນປ່ອງຢ້ຽມທໍາມະດາບໍ່ສາມາດສະຫນອງໄດ້.

2) ເປັນຫຍັງ metallize? ຈຸດປະສົງຫຼັກ ແລະຜົນປະໂຫຍດ

ການເຄືອບອົງປະກອບທີ່ມີຄວາມໂປ່ງໃສໃນນາມດ້ວຍໂລຫະທີ່ຈືດໆອາດເບິ່ງຄືວ່າເປັນການຕ້ານທານ, ແຕ່ມັນເປັນທາງເລືອກທີ່ສະຫຼາດ, ມີຈຸດປະສົງ. ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວການເປັນໂລຫະເຮັດໃຫ້ໜຶ່ງ ຫຼືຫຼາຍອັນຕໍ່ໄປນີ້:

(a) ການປ້ອງກັນການລົບກວນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ (EMI).
ໃນຫຼາຍລະບົບເອເລັກໂຕຣນິກ ແລະ optoelectronic, ເຊັນເຊີທີ່ລະອຽດອ່ອນ (ເຊັ່ນ: CCD/CMOS) ແລະ lasers ແມ່ນມີຄວາມສ່ຽງຕໍ່ EMI ພາຍນອກ - ແລະຍັງສາມາດປ່ອຍຕົວລົບກວນດ້ວຍຕົນເອງ. ຊັ້ນໂລຫະຕໍ່ເນື່ອງ, conductive ຢູ່ເທິງປ່ອງຢ້ຽມສາມາດປະຕິບັດຄືໄກສອນ, ອະນຸຍາດໃຫ້ແສງສະຫວ່າງຜ່ານໃນຂະນະທີ່ສະກັດພາກສະຫນາມ RF / EM ທີ່ບໍ່ຕ້ອງການ, ດັ່ງນັ້ນສະຖຽນລະພາບປະສິດທິພາບອຸປະກອນ.

(b) ການເຊື່ອມຕໍ່ໄຟຟ້າ ແລະສາຍດິນ
ຊັ້ນໂລຫະແມ່ນ conductive. ໂດຍ soldering ນໍາໄປຫາມັນຫຼືໂດຍການຕິດຕໍ່ກັບເຮືອນໂລຫະ, ທ່ານສາມາດສ້າງທາງໄຟຟ້າສໍາລັບອົງປະກອບທີ່ຕິດຢູ່ດ້ານໃນຂອງປ່ອງຢ້ຽມ (ຕົວຢ່າງເຊັ່ນ, ເຄື່ອງເຮັດຄວາມຮ້ອນ, ເຊັນເຊີອຸນຫະພູມ, electrodes) ຫຼືມັດປ່ອງຢ້ຽມກັບດິນເພື່ອ dissipate static ແລະເສີມສ້າງໄສ້.

(c) ການຜະນຶກ hermetic
ນີ້ແມ່ນກໍລະນີການນໍາໃຊ້ພື້ນຖານ. ໃນອຸປະກອນທີ່ຕ້ອງການສູນຍາກາດສູງຫຼືບັນຍາກາດ inert (ເຊັ່ນ: ທໍ່ເລເຊີ, ທໍ່ photomultiplier, ເຊັນເຊີຍານອາວະກາດ), ປ່ອງຢ້ຽມຈະຕ້ອງໄດ້ເຂົ້າຮ່ວມກັບຊຸດໂລຫະທີ່ມີແຜ່ນ.ປະທັບຕາຖາວອນ, ເຊື່ອຖືໄດ້ສູງສຸດ. ການນໍາໃຊ້brazing, ຂອບ metallized ຂອງປ່ອງຢ້ຽມແມ່ນເຂົ້າຮ່ວມກັບທີ່ຢູ່ອາໄສໂລຫະເພື່ອບັນລຸ hermeticity ໄກດີກວ່າການຜູກມັດກາວ, ຮັບປະກັນຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງສິ່ງແວດລ້ອມໃນໄລຍະຍາວ.

(d) Apertures ແລະຫນ້າກາກ
ການໂລຫະບໍ່ຈໍາເປັນຕ້ອງກວມເອົາພື້ນຜິວທັງຫມົດ; ມັນສາມາດເປັນຮູບແບບ. ການຝາກຜ້າອັດດັງໂລຫະທີ່ປັບແຕ່ງແລ້ວ (ຕົວຢ່າງ: ວົງກົມ ຫຼືສີ່ຫຼ່ຽມມົນ) ກຳນົດໄດ້ຊັດເຈນຮູຮັບແສງທີ່ຊັດເຈນ, ສະກັດແສງສະຫວ່າງ stray, ແລະປັບປຸງ SNR ແລະຄຸນນະພາບຮູບພາບ.

ບ່ອນທີ່ປ່ອງຢ້ຽມໂລຫະຖືກນໍາໃຊ້

ຂໍຂອບໃຈກັບຄວາມສາມາດເຫຼົ່ານີ້, ປ່ອງຢ້ຽມທີ່ເຮັດດ້ວຍໂລຫະໄດ້ຖືກນໍາມາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງທຸກບ່ອນທີ່ສະພາບແວດລ້ອມຕ້ອງການ:

• ການປ້ອງກັນ ແລະອາວະກາດ:ຜູ້ຊອກຫາລູກສອນໄຟ, ການໂຫຼດດາວທຽມ, ລະບົບ IR ທາງອາກາດ - ບ່ອນທີ່ການສັ່ນສະເທືອນ, ຄວາມຮ້ອນສູງສຸດ, ແລະ EMI ທີ່ເຂັ້ມແຂງແມ່ນມາດຕະຖານ. ການຫລອມໂລຫະນໍາເອົາການປົກປ້ອງ, ການຜະນຶກ, ແລະໄສ້.

• ອຸດສາຫະກໍາ ແລະການຄົ້ນຄວ້າລະດັບສູງ:lasers ພະລັງງານສູງ, ເຄື່ອງກວດຈັບອະນຸພາກ, viewports ສູນຍາກາດ, cryostats - ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ຕ້ອງການຄວາມສົມບູນສູນຍາກາດທີ່ເຂັ້ມແຂງ, ຄວາມທົນທານຕໍ່ລັງສີ, ແລະການໂຕ້ຕອບໄຟຟ້າທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້.

• ວິທະຍາສາດການແພດ ແລະຊີວິດ:ເຄື່ອງ​ມື​ທີ່​ມີ lasers ປະ​ສົມ​ປະ​ສານ (e.g., flow cytometers) ທີ່​ຕ້ອງ​ປະ​ທັບ​ຕາ​ຢູ່​ຕາມ​ໂກນ laser ໃນ​ຂະ​ນະ​ທີ່​ປ່ອຍ beam ອອກ.

• ການສື່ສານ & ການຮັບຮູ້:ໂມດູນໃຍແກ້ວນໍາແສງແລະເຊັນເຊີອາຍແກັສທີ່ໄດ້ຮັບຜົນປະໂຫຍດຈາກການປ້ອງກັນ EMI ສໍາລັບຄວາມບໍລິສຸດຂອງສັນຍານ.

ລັກສະນະສະເພາະ ແລະເງື່ອນໄຂການຄັດເລືອກ

ເມື່ອກໍານົດຫຼືປະເມີນປ່ອງຢ້ຽມ optical metallized, ສຸມໃສ່ການ:

1. ວັດສະດຸຍ່ອຍ- ກໍາ​ນົດ​ປະ​ສິດ​ທິ​ພາບ optical ແລະ​ທາງ​ດ້ານ​ຮ່າງ​ກາຍ​:

• ແກ້ວ BK7/K9:ເສດຖະກິດ; ເຫມາະ​ສົມ​ກັບ​ການ​ສັງ​ເກດ​ເຫັນ​.

• ຊິລິກາປະສົມ:ລະບົບສາຍສົ່ງສູງຈາກ UV ກັບ NIR; CTE ຕ່ໍາແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງທີ່ດີເລີດ.

• Sapphire:ຍາກທີ່ສຸດ, ທົນທານຕໍ່ຮອຍຂີດຂ່ວນ, ມີຄວາມສາມາດອຸນຫະພູມສູງ; ປະໂຫຍດກວ້າງ UV-mid-IR ໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຮຸນແຮງ.

• Si/Ge:ຕົ້ນຕໍແມ່ນສໍາລັບແຖບ IR.

2. ຮູຮັບແສງທີ່ຊັດເຈນ (CA)– ພາກພື້ນຮັບປະກັນເພື່ອຕອບສະຫນອງ specs optical. ພື້ນທີ່ໂລຫະໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນນອນຢູ່ນອກ (ແລະໃຫຍ່ກວ່າ) CA.

3. ປະເພດໂລຫະ & ຄວາມຫນາ–

• Crມັກຈະຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບຮູຮັບແສງສະກັດກັ້ນແລະເປັນຖານຍຶດຕິດ / brazing.

• Auສະຫນອງການນໍາສູງແລະການຕໍ່ຕ້ານການຜຸພັງສໍາລັບການ soldering / brazing.
  ຄວາມຫນາທົ່ວໄປ: ສິບຫາຫຼາຍຮ້ອຍ nanometers, ປັບໃຫ້ເຫມາະສົມກັບການເຮັດວຽກ.

4. ການສົ່ງຜ່ານ– ເປີເຊັນການສົ່ງຜ່ານວົງເປົ້າໝາຍ (λ₁–λ₂). ປ່ອງຢ້ຽມທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງສາມາດເກີນ99%ພາຍໃນແຖບການອອກແບບ (ດ້ວຍການເຄືອບ AR ທີ່ເຫມາະສົມໃນຮູຮັບແສງທີ່ຊັດເຈນ).

5. Hermeticity- ສໍາຄັນສໍາລັບປ່ອງຢ້ຽມ brazed; ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວການຢັ້ງຢືນຜ່ານການທົດສອບການຮົ່ວໄຫຼຂອງ helium, ມີອັດຕາການຮົ່ວໄຫຼທີ່ເຂັ້ມງວດເຊັ່ນ:< 1 × 10⁻⁸ cc/s(atm ລາວ).

6. ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ຂອງ brazing– stack ໂລຫະຕ້ອງປຽກແລະຜູກມັດໄດ້ດີກັບ fillers ເລືອກ (ຕົວຢ່າງ, AuSn, AgCu eutectic) ແລະທົນທານຕໍ່ວົງຈອນຄວາມຮ້ອນແລະຄວາມກົດດັນກົນຈັກ.

7. ຄຸນະພາບຂອງພື້ນຜິວ- ຂຸດ​ຄົ້ນ​ຂູດ (ເຊັ່ນ​:60-40ຫຼືດີກວ່າ); ຕົວເລກທີ່ນ້ອຍກວ່າສະແດງເຖິງຂໍ້ບົກພ່ອງໜ້ອຍກວ່າ/ອ່ອນກວ່າ.

8. ຮູບພື້ນຜິວ- ຄວາມບ່ຽງເບນຂອງຄວາມແປນ, ໂດຍປົກກະຕິໄດ້ລະບຸໄວ້ໃນຄື້ນທີ່ຄວາມຍາວຄື້ນທີ່ກຳນົດໄວ້ (ຕົວຢ່າງ:λ/4, λ/10 @ 632.8 ນມ); ຄ່າທີ່ນ້ອຍກວ່າຫມາຍເຖິງການແປທີ່ດີຂຶ້ນ.

ເສັ້ນທາງລຸ່ມ

ປ່ອງຢ້ຽມ optical Metallized ນັ່ງຢູ່ໃນຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ຂອງປະສິດທິພາບ opticalແລະການທໍາງານຂອງກົນຈັກ / ໄຟຟ້າ. ພວກ​ເຂົາ​ເຈົ້າ​ໄປ​ນອກ​ເຫນືອ​ການ​ພຽງ​ແຕ່​ສາຍ​ສົ່ງ​, ຮັບ​ໃຊ້​ເປັນ​ສິ່ງກີດຂວາງປ້ອງກັນ, ໄສ້ EMI, ການໂຕ້ຕອບ hermetic, ແລະຂົວໄຟຟ້າ. ການເລືອກການແກ້ໄຂທີ່ເຫມາະສົມຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການສຶກສາການຄ້າໃນລະດັບລະບົບ: ທ່ານຕ້ອງການຄວາມປະພຶດບໍ? ບ້າ? ແຖບປະຕິບັດງານແມ່ນຫຍັງ? ການໂຫຼດສິ່ງແວດລ້ອມຮ້າຍແຮງເທົ່າໃດ? ຄໍາຕອບເຮັດໃຫ້ການຄັດເລືອກຂອງ substrate, stack metallization, ແລະເສັ້ນທາງການປຸງແຕ່ງ.

ມັນເປັນທີ່ຊັດເຈນປະສົມປະສານຂອງຄວາມແມ່ນຍໍາຂອງຈຸນລະພາກ(ສິບ nanometers ຂອງຮູບເງົາໂລຫະວິສະວະກໍາ) ແລະຄວາມ​ເຂັ້ມ​ແຂງ​ຂະ​ຫນາດ​ມະ​ຫາ​ພາກ​(ທົນທານຕໍ່ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຄວາມກົດດັນແລະ swings ຄວາມຮ້ອນທີ່ໂຫດຮ້າຍ) ທີ່ເຮັດໃຫ້ປ່ອງຢ້ຽມ optical ໂລຫະເປັນສິ່ງທີ່ຂາດບໍ່ໄດ້."ປ່ອງຢ້ຽມຊຸບເປີ"— ການ​ເຊື່ອມ​ໂຍງ​ໂດ​ເມນ optical ທີ່​ລະ​ອຽດ​ອ່ອນ​ກັບ​ສະ​ພາບ​ການ​ທີ່​ຮ້າຍ​ແຮງ​ທີ່​ສຸດ​ຂອງ​ໂລກ​ທີ່​ແທ້​ຈິງ​.