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光学涂层介绍_2【光学镀膜】

蒂姆(北京)新材料技术有限公司专业涂层材料供应商,您可以选择涂层。

光学涂料由薄膜层组成,具有干扰效应,改变了光学系统的透射或反射性能。 光学涂层的性能取决于每层厚度和不同层之间的折射率。

在精密光学中,常见的涂膜类型有:增透膜(AR)、高反射(镜)、分光镜膜和滤光膜(短波通、长波通、陷阱波)等。

透膜适用于大多数折射光学件,以增加光通量,减少不必要的反射。

高反射膜可以在一个波长或一个波长范围内提供大的反射。

分光镜膜用于将入射光分为透射光和反射光输出。

滤光片涂层适用于大量的生命科学和医学应用,具体的波长透射反射吸收或衰减光。

蒂姆的新材料还可以提供各种定制涂层所需的喷溅目标和蒸发薄膜,以满足您的应用要求。

光学涂料通常适用于特定的射角和特定的偏振光,如S偏振P偏振或随机偏振。 如果涂膜的光角与其设计在射角上的光角不同,则会导致性能显著降低。 使用不同于偏振光设计的偏振光可能会导致错误的结果。

光学涂料是由沉积电介质和金属材料制成的,如五氧化二钽(Ta)。2.O。5.5.5.5。和/或氧化铝(AL)。2.O。三。哟。 为了使用中的干扰达到大或小,涂层通常具有1/4波长光学厚度或半波光学厚度(HWOT)。 这些薄膜是由高折射率和低折射率交替制成的,以引起干扰。 请参阅图1宽带透明薄膜设计示例。

图1。在三层BBAR涂层设计中,选择合适的1/4波长厚度和半波厚涂层可增加透射率,减少反射损耗。

一个。涂层理论。

涂层控制通过光学干扰机制的反射光和透射光。 当两束光束沿同步路径传输并与其相位匹配时,峰值的空间位置也与较大的总振幅相匹配。 当光束为反相位置(180°位移)时,其叠加会导致所有峰值的降低,从而降低组合的振幅。 这些影响被称为建筑性和破坏性干扰。

下面的方程1/4显示了多层膜结构总反射率之间的关系.

光的波长和入射角通常是指定的折射率和层厚可以不同的优化性能。 上述任何变化都会影响涂层中光的路径长度,并在光透射过程中改变相位值。 这种效应可以简单地通过单层透膜例子来解释. 当光传输通过系统时,在涂膜任一侧的两个接口指数的变化将反射。 为了使反射小化,当两个反射部分组合在接口上时,我们希望它们之间有180°的相位差。 这种相位差异直接与λ/2位移的正弦波相对应,它可以通过将层的光学厚度设置为λ/4来实现。 请参阅描述此概念的图2。

图2。反射光束之间的相位差为180°,不会引起反射光束。

折射率不仅影响光路长度(相位),而且影响每个界面的反射特性。 反射率与界面两侧材料的折射率之间的差异密切相关。

必须考虑的参数之一是膜层的射角。 如果光的入口角度发生变化,每个层的内角和光的长度将受到影响;这将影响反射光束的相位变化。 S偏振光和P偏振光将从每个界面相互反射,这将导致两种偏振光具有不同的光学性能。 偏振分光计是以此原理为基础的。

第二个。涂装技术。

2.1。蒸发和沉积。

当蒸发和沉积时,真空室中的源被加热或电子束冲走。 蒸汽在光学表面冷凝。 通过控制加热真空压力基板的定位和旋转,可以产生具有特定厚度的均匀光学涂层。 蒸发相对温和,使涂层松散或多孔。 该松散涂料具有吸水率,改变膜层有效折射率,降低了性能。 离子束辅助沉积技术可以提高蒸发涂层的蒸发。 这增加了源材料对光学表面的粘着性,使涂料更加致密和耐久。

2.2。离子束溅射(IBS)。

当离子束溅出(IBS)时,高能电场可以加速离子束. 这种加速度使离子具有显著的动能。 当与源材料相撞时,离子束将溅出目标的原子。 这些喷溅的目标离子(原子受电离区域的影响)也有能力在与光学表面接触时产生密集的薄膜。 IBS是一种复杂的技术。

图3。在离子辅助电子束沉积过程中,离子对光学表面的瞄准可以增加涂层的附着力和密度。

2.3。等离子体喷出。

等离子体喷溅是一系列技术的总称,如等离子体喷溅和磁控管喷溅。 任何一种技术都包括等离子体的出现。 等离子体中的离子体通过加速输送到源材料中,冲击松散的能量离子并将其喷射到目标光学组件中。 虽然不同类型的等离子体喷溅有其独特的性质和优点和缺点,但我们可以将这些技术结合起来,因为它们具有共同的工作原理。 它们之间的差异远小于本文所涉及的其他涂层技术。

2.4。原子层沉积。

不像蒸发沉积,原子层沉积(ALD)的来源材料不需要从固体中蒸发,而是直接以气体的形式存在。 虽然该技术使用气体真空室,但仍然需要高温。 在ALD过程中,气相前驱体通过非重叠脉冲传递,脉冲受到限制。 该工艺具有独特的化学设计。每个脉冲仅附着在一层,对光学部件表面的几何形状没有特殊要求。 因此,该工艺可以高度控制涂层厚度和设计,但可以降低沉积速率。

2.5。亚波长结构化表面..

小于光波长的表面结构已成为光学领域的一项研究。它受到飞蛾眼睛的纹理模式的启发。 表面纹理仍然是一种发展技术,它不同于传统的薄膜涂层交替沉积高折射率材料和低折射率材料。 纹理表面的特征可以是随机的或周期性的,就像飞蛾的眼睛。 如果我们想要循环模式,我们可以使用光刻。如果我们想要随机模式,我们可以使用改进的等离子蚀刻。

三。涂层技术。

光学涂层所涉及的制造过程是劳动和资本密集型和耗时的。 涂层成本的因素包括涂层光学部件的数量、类型和尺寸,以及需要涂层的光学部件的表面数量。 涂膜沉积工艺对涂膜成本和涂膜性能也有很大的影响。 此外,还需要做大量的准备工作,以确保每个涂膜光学件的质量都达到高水平。

在涂膜前清洁和准备光学零件是非常重要的。 光学元件必须具有适合于涂层的清洁表面。 一旦涂上薄膜底片,就很难去除未预先去除的污渍。 爱特蒙特光学科将有一丝不苟的清洁,以确保最终产品的质量一直很高。

不同的涂层沉积技术各有优缺点。 蒂姆(北京)新材料技术有限公司(北京)可以提供不同涂层沉积技术的喷溅目标蒸发涂层材料。 告诉我们哪种涂料适合您的应用。

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