Metode de aplicare a acoperirilor antireflex

Materiale și tehnologii optice

Scopul lucrării de laborator: studiul procesului de aplicare
acoperiri nereflective pe componente optice.

În realizarea studenților de lucru de laborator ar trebui
familiarizați cu metodele de aplicare a acoperirilor antireflex pe
piese optice, materiale care formează film și proprietățile lor
examinează aplicarea unui procedeu cu două straturi
strat antireflex.

1. Principalele prevederi.
Introducere.

acoperiri optice sunt împărțite în

- beamsplitting;
- AR;
- filtrare;
- protecție;

invelisul antireflectorizant sunt utilizate pentru a reduce
reflectanta (p) în componenta optică pentru serviciile fix
lungime de undă. Ele sunt compuse din filme subtiri de diverse materiale
o anumită grosime.

acoperiri antireflex strat subțire sunt caracterizate prin:

antireflex Mai jos, metoda de aplicare va fi descrisă
acoperiri.

Principalii parametri de proiectare ai antireflex optice
acoperiri sunt:

• Grosimea nh strat optic;

• straturi indicele de refracție nm. nm-1, etc.;

Parametrii principali de eficacitate antireflective
acoperiri sunt:

• coeficientul de reflexie integrală

reflexie

• reflexie spectrală

• lățimea zonei de iluminare

care este de 0,5% sau 1%;

lungime de undă de lucru

acoperiri antireflex fac una, două, trei straturi și multi-stratificat. Straturile de acoperire au grosimi multipli

Coeficientul de reflexie r este calculat conform formulei:

unde n1 și n2 - indicii de refracție ai două medii optice diferite.

Cel mai simplu strat antireflex - un film cu un singur strat
n2 indicele de refracție (Figura 1):

unde n1 - indicele de refracție al aerului;

n3 - indicele de refracție al substratului.

La incidență normală fasciculelor de lumină reflectate de amplitudine
valoare egală cu următoarele condiții:

. dacă n1 medie = 1,0 - aer, atunci:

Diferența cale optică a celor două valuri reflectate de granițele
interfață aer - filmul și filmul - sticlă la incidență normală:

deoarece unda reflectată trece de două ori un film optic.
Perturbarea valuri în faza opusă, cu condiția ca:

Prin creșterea unghiului de incidență crește efectul
polarizare reflecție efect crește de la suprafața optic
detalii și reflexie minimă este deplasată la lungimi de undă mai scurte
spectru.

Dublu strat de acoperire antireflex sunt utilizate pentru a reduce coeficientul de reflexie de expansiune, fie pentru
domeniul spectral de reflexie minimă. Există trei tipuri
proiecta astfel de acoperiri:

Acoperirile antireflex cu trei straturi sunt aplicate
reduce uniform coeficientul de reflexie asupra unei game largi
Spectru (acoperire acromatic). Trei tipuri de structuri:

acoperiri multistrat includ două și trei straturi
ca strat de bază. Aceste acoperiri permit obținerea
coeficienții de reflexie care sunt aproape de zero, pentru a oferi lumină
saturație a imaginii atunci când fotografiați la unghiuri diferite,
reduce efectul de orbire la 0 în condiții dificile kinofotosemki. 2 tipuri:

Metode de aplicare a acoperirilor antireflex.

Există mai multe metode de aplicare a acoperirii optice pe
detaliu. Cele mai frecvente și mai frecvent utilizate sunt
Metodele sunt: ​​1 evaporare termică și cu fascicul de electroni
vid, sputtering 2- catod într-un vid.

REZUMAT Metoda constă mai întâi în condensare pe
suprafața fluxului molecular peliculogen substrat
substanță încălzită în vaporizator. Evaporatorul și substratul a fost plasat
o cameră cu presiune redusă. Pentru încălzirea filmului formatoare
materialul folosit rezistiv de încălzire (rezistență) sau
puterea fasciculului unui tun de electroni (Figura 2).

A doua metodă se bazează pe fenomenul fizic, care constă în
că sub influența șocurilor pozitive în gazul ionizat
ioni are loc distrugerea materialului țintă catod. la
anumite condiții fizico-chimice devine posibilă
transferul de material de pe suprafața țintă și condensarea atomizat
materialul pe suprafața elementului optic. Trebuie remarcat faptul că
materialul de pulverizare este depus pe suprafața ca un strat subțire și
strat uniform (Fig.3).

1 - cameră de lucru; 2 - un evaporator dintr-un metal refractar (W, Ta,
Mo); 3 - materialul formator de film; 4 - partea optică cu
filmul aplicat; 5 - încălzitor; 6 - vapori se evaporă
material peliculogen.

Fig.2. Schema de lucru unitate de cameră pentru producerea de acoperiri de

Fiecare dintre metodele de condensare are avantajele sale
și dezavantaje. metoda de evaporare termică este mai versatil decât
metoda sputtering, acestea pot fi acoperite în mod substanțial
a fiecărui element și compusul.

Avantajele includ pulverizării:

• ușurința acoperirii de aliaje metalice refractare
metale cu diferite presiuni de vapori, precum și capacitatea de a
depunerea de acoperiri dielectrice și semiconductoare complexe
compoziția chimică prin pulverizare reactivă;

• obține acoperiri dense cu aderență ridicată la substrat;

• ușurința de a obține acoperiri egale grosime pe plat
suprafețe mari.

1 - cameră de lucru; 2 - țintă catod; 3 - suportul de substrat; 4, elementul optic cu filmul aplicat; 5 - sistem de admisie argon.

Figura 3. Un dispozitiv de pulverizare cu catod într-un vid.

Dezavantajele pulverizării catod, astfel de momente includ:
în timpul pulverizării substratului proces de încălzire are loc iz
intens filmul de depunere de ioni de material pe formarea acestuia
suprafață de acoperire viteză mică -0.1 m / h.

Condițiile de descărcare luminiscentă și de gestionare a operațiunilor de măsurare
dificil, grosimea stratului de acoperire este controlată, în general, prin puterea
durata descărcării și spray, care în multe cazuri duce la
erori, deoarece capacitatea de descărcare nu este în mod unic determină
intensitatea fluxului molecular.

evaporare termică în vid, de asemenea, are un număr de
avantaje față de sputtering.

Coatings a produs semnificativ mai pure. există
posibilitatea de reducere a conținutului de impurități în acoperirile de
degazarea și acoperire într-un vid ultrahigh. la
evaporare termică este mult mai ușor de monitorizat
parametrii de proces, gestionarea, reproductibilă
rezultate.

Dezavantajele metodei de evaporare termică trebuie să includă
necesitatea de a încălzi piese pentru o mai bună aderență a filmului rezultat.
Și din cauza acestei cereri limitate de proces termic
pentru depunerea de film pe optica polimer.

1.3 Materiale peliculogene utilizate în diverse
regiuni ale spectrului.

Pentru regiunea ultraviolet a spectrului, care variază de la 0,15 - 0,2 microni
alegerea materialelor pentru acoperirea antireflex este foarte limitată
(Tabelul 1.1.).

În zona> 0,23 microni și pentru antireflex multistrat
acoperiri ca material al indicelui de refracție ridicat (nin)
dioxid de hafniu este utilizat, și un material index redus
indice de refracție (nH) dioxid de siliciu. Același lucru se aplică oxid de scandiu,
oxid de ytriu (nin), dioxid de magneziu (nH).

Pentru zona> 0,35 microni utilizat zirconiu (nin)
dioxid de titan (nin) și alți oxizi și fluoruri.

Pentru regiunea vizibilă a spectrului (0,4 -: - 0,73 microni) sunt utilizate ca
materialele listate și compuși metalici cu sulf.

O gamă largă de materiale cu indice de refracție
Gama spectrală vizibilă este 1.3-2.4.

În infraroșu (IR), folosind aceeași
materiale, ca în ultraviolet și regiunile vizibile, precum
compuși metalici cu seleniu și telur.

indicele de refractie al materialelor pentru regiunea în infraroșu se află în
gama 1.3 - - 5.3. proprietăți optice adecvate pentru
utilizarea ca materiale peliculogene este nu mai mult de 50
substanțe.

Restricții privind utilizarea materialelor determină lor
Compatibilitate - absența reacțiilor chimice, radioactivitate,
sublimare - filme materiale de evaporare în ceea ce privește funcționarea lor,
rezistență chimică la apă, rezistența la activ chimic
Miercuri, rezistență mecanică.