Характерен принцип и класификация на оптичните тънки филми

С развитието на науката и технологиите и икономическата глобализация, днешните хора навлизат в икономиката на знанието и в информационното общество. А с развитието на „Произведено в Китай“ оптичното производство е във възходящо положение в земята на континентален Китай и развитието му е изключително бързо. Китайското оптично производство започна да играе важна роля на международната икономическа арена, а производството на оптично стъкло и оптични части в Китай почти е на първо място. Оптичният филм е един или повече слоя филм, покрит върху повърхността на оптични части чрез промяна на характеристиките на повърхността на оптичните части. Това може да бъде метален филм, диелектричен филм или комбинация от тези два вида филми. Оптичният тънък филм е неизменна част от всички видове съвременни фотоелектрически технологии. Той не само може да подобри производителността на системата, но също така е необходимо средство за постигане на целта на дизайна, полето на приложение на оптичния тънък филм и всички аспекти на оптичната система, включително лазерна система, оптична комуникация, оптичен дисплей, оптично съхранение и т.н., основните оптични тънкослойни устройства включват отразяващ филм, антиотражателен филм, поляризационен филм, интерферентен филтър и спектроскоп и др. Те са широко използвани в националната икономика и изграждането на национална отбрана и получават все по-голямо внимание от научни и технически работници.
Понастоящем има повече от 60 вида често срещани разновидности на материали за оптично покритие, а техните разновидности и функции на приложение все още се развиват непрекъснато. През последните години тя се превърна в метална филмова система, когато дебелината на златото, среброто, медта и алуминия е 7 ~ При 20um, нейният пропуск към видимата светлина е 50%, докато този на инфрачервената светлина е по-малък от 10%. Този вид тънък филм е успешно приложен върху панела на космически кораб Аполон, за да предава част от видимата светлина, а почти цялата инфрачервена светлина се отразява за термичен контрол. Следващата статия въвежда главно характерния принцип и класификацията на оптичните тънки филми.
I. Определение на оптичен филм
Оптичният филм е вид оптичен материал, който е съставен от тънкослойна среда и разпространява светлинен лъч през интерфейс. Приложението на оптичното фолио започва през 1930 г. S. Оптичният филм е широко използван в областта на оптиката и фотоелектронната технология, производството на различни оптични инструменти. Подготвителната лента изисква високи и фини части.
Определението на оптичното фолио е: тънкият и равномерен слой диелектричен филм, прикрепен към повърхността на оптичното устройство в процеса на разпространение на светлината, отражението, проникването (сгъването) при преминаване през слоевия слой на диелектричен филм) като емисии и поляризация, така че да постигнем специалните форми на светлина, които искаме в една или повече вълнови ленти, като цялата светлина, преминаваща през, или цялото отражение на светлината или поляризационното разделяне.
Оптичният филм е навсякъде в нашия живот, от прецизно и оптично оборудване, оборудване за дисплеи до приложение на оптичен филм в ежедневието; например очилата, цифровите фотоапарати, всички видове домакински уреди, носени обикновено, или технологията за борба с фалшифицирането на банкнотите може да се нарече разширяване на приложението на оптичната филмова технология. Без оптичната тънкослойна технология като основа за развитие съвременните фотоелектрически, комуникационни или лазерни технологии няма да постигнат напредък, което също показва значението на изследванията и развитието на оптичната тънкослойна технология.
Оптичен филм се отнася до покритието или покритието на един или повече слоеве диелектричен филм или метален филм или комбинацията от тези два вида филми върху оптични елементи или независими субстрати за промяна на характеристиките на предаване на светлинните вълни, включително пропускането, отражението, поглъщането , разсейване, поляризация и смяна на фазата на светлината. Следователно, чрез правилен дизайн, пропускливостта и отразяващата способност на повърхността на елементи в различни вълнови ленти могат да бъдат регулирани, а светлината в различни поляризационни равнини също може да има различни характеристики.
Най-общо режимите на производство на оптични тънки филми се разделят главно на сух и мокър процес. Така нареченият сух тип означава, че в целия процес на обработка не се появява течност. Например, вакуумно изпарение е да загрява твърди суровини с електрическа енергия във вакуумна среда, след сублимация в газ, той се прикрепя към повърхността на твърд основен материал, за да завърши процеса на покритие. Златният, сребърен или метален опаковъчен филм за декорация, наблюдаван в ежедневието, е продукт, изработен от сухо покритие. Въпреки това, като се има предвид действителното масово производство, обхватът на приложение на сухото покритие е по-малък от този на мокрото покритие. Общият метод на мокро покритие е смесването на компоненти с различни функции в течно покритие и нанасянето им върху основния материал при различни методи на обработка, след което изсушете и втвърдете течното покритие, за да направите продукта.
II. Принцип на тънкослойна намеса
1. Колебанието на светлината
През 1860 г. американският физик Максуел разработва електромагнитната теория, изтъквайки, че светлината е вид електромагнитна вълна, което кара теорията на вълните да се развива до перфектно ниво.
Според дуалността на Бо Ли на светлината, светлината е същата като радиовълните, рентгеновите лъчи,? Лъчите са електромагнитни вълни, но честотите им са различни. Връзката между дължината на вълната λ, честотата u и скоростта на разпространение V на електромагнитната вълна е следната:
V = λ u
Тъй като скоростта на разпространение на електромагнитните вълни с различни честоти във вакуум е равна в Германия, дължината на вълната на електромагнитните вълни с различни честоти също е различна. Дължината на вълната с висока честота е къса, докато дължината на вълната с ниска честота е дълга. За удобство на сравнението, според радиовълни, инфрачервени лъчи, видима светлина, ултравиолетови лъчи, рентгенови лъчи и? Дължината на вълната (или честотата) на лъчите и т.н. ги подрежда в спектър в последователност, който се нарича електромагнитен спектър.
В електромагнитния спектър радиовълните имат най-голяма дължина на вълната, която може да бъде разделена на дълга вълна, средна вълна, къса вълна, ултракоротка вълна, микровълнова и така нататък. Вторият е инфрачервеният лъч, видимият лъч и ултравиолетовият лъч, които заедно се наричат светлинно лъчение. Сред всички електромагнитни вълни само видимата светлина може да се види от човешките очи. Дължината на вълната на видимата светлина е около 0,76 микрона до 0,40 микрона, което представлява само малка част от електромагнитния спектър. Вторият е рентген. Електромагнитната вълна с най-късата дължина на вълната е y Ray.
Тъй като светлината е вид електромагнитна вълна, тя трябва да показва своите характеристики в процеса на разпространение-интерференция, дифракция, поляризация и други явления.
2. Тънка филмова намеса
Филмът може да бъде прозрачно твърдо, течно или тънък слой газ, притиснат от две парчета стъкло. Първият лъч светлина се отразява от горната повърхност на филма, пречупената светлина се отразява от долната повърхност на филма, а вторият лъч се отразява от горната повърхност. Двете лъчи са от една и съща страна на филма, отделени от една и съща падаща вибрация, той е кохерентна светлина и принадлежи на амплитудна интерференция. Ако източникът на светлина е разширен източник на светлина (повърхностен източник на светлина), смущения могат да се наблюдават само в специфичната зона на припокриване на двуфазни сухи лъчи, така че тя принадлежи към локализирани смущения. За плоските филми, чиито две повърхности са успоредни една на друга, границата на интерференцията е разположена в безкрайност, което обикновено се наблюдава във фокалната равнина на изображението с помощта на конвергентна леща; за клиновидни филми локализацията на ресни на смущения е близо до филма.
И експериментите, и теориите са доказали, че само когато две колони от светлинни вълни имат определена връзка, могат да се генерират смущения от смущения. Тези отношения се наричат кохерентни условия. Сухите условия на тънкия филм включват три точки: честотата на двете светлинни вълни е еднаква; посоката на вибрацията на двете светлинни вълни е еднаква; фазовата разлика между двете светлинни вълни остава постоянна.
Формулата за разлика в оптичния път на двуфазната суха светлина, въздействаща от тънкия филм, е:
δ = ntcos (α) ± λ / 2
Във формулата, n е индексът на пречупване на филма; t е дебелината на филма в мястото на падане; α е ъгълът на пречупване във филма; λ / 2 е, защото два лъча от кохерентна светлина са на два интерфейса с различни свойства (единият е оптична среда с плътност до среда с оптична плътност, а другият е оптична плътност към оптична среда с плътност) допълнителна разлика в оптичния път, причинена от горното отражение. Принципът на тънкослойна намеса се използва широко при проверка на оптичната повърхност, прецизно измерване на малкия ъгъл или линейност, подготовка на антирефлекторно фолио и интерферентен филтър и др.
Светлината се излъчва чрез промяна на състоянието на движение на първоначалния атом или молекула в източника на светлина. Светлинната вълна, излъчвана от всеки атом или молекула, е само кратка колона, продължителността е около 1 милиард секунди. За два независими светлинни източника не е лесно да се изпълнят трите условия на смущения, като една и съща фаза или постоянна фазова разлика на специални пазари, следователно два независими общи светлинни източника не могат да образуват кохерентен светлинен източник. Нещо повече, дори светлината, излъчвана от различни части на един и същ източник на светлина, няма да се намесва като цяло, защото се излъчва от различни атоми или молекули.
3. Характерна класификация на оптичния филм
Основните оптични тънкослойни устройства включват отразяващ филм, антиотражателен филм, поляризационен филм, интерферентен филтър, спектроскоп и така нататък, които са широко използвани в националната икономика и изграждането на национална отбрана, тя спечели все по-голямо внимание от научни и технически работници. Например, използването на антирефлексно фолио може да намали загубата на светлинен поток от сложна оптична леща с десет пъти; използването на огледало със съотношение филм с високо отражение може да удвои изходната мощност на лазера; използването на тънък оптичен филм може да подобри ефективността и стабилността на силиконовата батерия.
Най-простият модел оптичен филм е равномерен слой диелектричен филм с гладка повърхност и изотропна повърхност. В този случай оптичните свойства на оптичните тънки филми могат да се изучават чрез теорията на интерференцията на светлината. Когато равнина вълна от монохроматична светлина пада върху оптичния филм, тя ще бъде отразена и пречупена няколко пъти върху двете й повърхности. Посоките на отразената и пречупената светлина са дадени от закона за отражение и пречупване, амплитудата на отразената светлина се определя по формулата на Френел.
Оптичните филми могат да бъдат разделени: отразяващ филм, филм против отразяване / филтър против отразяване, филтър, поляризатор / поляризатор филм, компенсационен филм / фазова разлика разлика, подравняващ филм, дифузионен филм / филм, озаряващ филм / призматична леща / кондензатор, засенчващ филм / черен и бяло лепило и др. Свързани производни включват оптичен защитен филм, филм за прозорци и т.н.
Характеристиките на оптичния филм са: повърхността е гладка, а интерфейсът между филмовите слоеве представя геометрична сегментация; индексът на пречупване на филмовия слой може да скочи върху интерфейса, но той е непрекъснат във филмовия слой; тя може да бъде прозрачна среда, тя може да бъде и абсорбираща среда; може да бъде нормално равномерно или нормално неравномерно. Приложеният филм е много по-сложен от идеалния филм. Това е така, защото: по време на подготовката оптичните и физичните свойства на филма се отклоняват от насипния материал, а повърхността и интерфейсът са груби, което води до дифузно отражение на светлинния лъч; взаимното проникване между слоевете филм образува дифузионния интерфейс; поради растежа, структурата, напрежението и други причини за филмовия слой се формират всички видове хетерогенност на филма; филмовият слой има сложен времеви ефект.
Светлоотразителният филм може да бъде разделен най-общо на два вида, единият е метален отразяващ филм, а другият е изцяло диелектричен отразяващ филм. Освен това има метален диелектричен отразяващ филм, съчетаващ двата, чиято функция е да повишава отразяващата способност на оптичната повърхност.
Като цяло металите имат сравнително голям коефициент на изгасяне. Когато светлинният лъч попадне върху металната повърхност от въздух, амплитудата на светлината, която навлиза в метала, бързо се разпада, което кара енергията, която навлиза в метала, съответно да намалява, докато отразената светлинна енергия се увеличава. Колкото по-висок е коефициентът на изгасване, толкова по-бързо разпада амплитудата на светлината. Колкото по-малко светлинна енергия навлиза в метала, толкова по-висока е отразяващата способност. Хората винаги избират метали с голям коефициент на изгаряне и стабилни оптични свойства като материали от метален филм. Металният тънък материал, който обикновено се използва в ултравиолетовата област, е алуминий, алуминият и среброто обикновено се използват във видимата област, а златото, среброто и медта обикновено се използват в инфрачервената област. В допълнение, хромът и платината също често се използват като мембранни материали за някои специални филми. Тъй като алуминият, среброто, медта и други материали лесно се окисляват във въздуха и намаляват техните характеристики, те трябва да бъдат защитени с електрическа диелектрична мембрана. Често използваните защитни филмови материали включват силициев оксид, магнезиев флуорид, силициев диоксид, алуминиев оксид и др.
Предимството на металния отразяващ филм е, че процесът на подготовка е прост и обхватът на работната дължина на вълната е широк; недостатъкът е, че загубата на светлина е голяма и отразяващата способност не може да бъде много висока. За да се подобри допълнително отразяващата способност на металния отразяващ филм, от външната страна на филма могат да бъдат нанесени няколко слоя диелектричен слой с определена дебелина, за да се образува метален диелектричен отразяващ филм. Трябва да се отбележи, че металевият диелектричен филм увеличава отразяващата способност на определена дължина на вълната (или определена вълнова област), но унищожава характеристиката на неутрално отражение на металния филм.