Металлдаштырылган оптикалык терезелер: Так оптикада колдонулбаган иштеткичтер

Так оптикада жана оптоэлектрондук системаларда ар кандай компоненттердин ар бири белгилүү бир ролду ойноп, татаал тапшырмаларды аткаруу үчүн чогуу иштешет. Бул компоненттер ар кандай жолдор менен өндүрүлгөндүктөн, алардын беттик дарылоо да ар кандай болот. көп колдонулган элементтердин арасында,оптикалык терезелерпроцесстин көптөгөн варианттарында болот. Жөнөкөй көрүнгөн, бирок чечүүчү топ болуп саналатметаллдашкан оптикалык терезе—оптикалык жолдун «дарбазачысы» гана эмес, ошондой эле чыныгыиштетүүчүсистеманын иштешинин. Келгиле, кененирээк карап көрөлү.

Металдаштырылган оптикалык терезе деген эмне жана аны эмне үчүн металлдаштырат?

1) Аныктама

Жөнөкөй сөз менен айтканда, аметаллдашкан оптикалык терезеоптикалык компонент, анын субстраты – адатта айнек, эриген кремний диоксиди, сапфир ж.

Кеңири чыпкалоо таксономиясынан металлдашкан терезелержоксалттуу "оптикалык чыпкалар". Классикалык чыпкалар (мисалы, тилкелүү, узун өтүү) жарыктын спектрин өзгөртүү менен белгилүү бир спектрдик тилкелерди тандап берүү же чагылдыруу үчүн иштелип чыккан. Аноптикалык терезе, тескерисинче, биринчи кезекте коргоо болуп саналат. Аны сактоо керекжогорку берүүкамсыз кылуу учурунда кенен тилкеде (мисалы, VIS, IR же UV).экологиялык изоляция жана пломбалоо.

Тагыраак айтканда, металлдашкан терезе аадистештирилген подклассоптикалык терезеден. Анын өзгөчөлүгү ушундаметаллдаштыруу, бул жөнөкөй терезе камсыз кыла албаган функцияларды берет.

2) Эмне үчүн металлдаштыруу керек? Негизги максаттары жана пайдасы

Номиналдуу тунук компонентти тунук эмес металл менен каптоо түшүнүксүз угулушу мүмкүн, бирок бул акылдуу, максатка багытталган тандоо. Металлдаштыруу, адатта, төмөнкүлөрдүн бирин же бир нечесин камсыз кылат:

(а) Электромагниттик тоскоолдуктарды (EMI) коргоо
Көптөгөн электрондук жана оптоэлектрондук системаларда сезгич сенсорлор (мисалы, CCD/CMOS) жана лазерлер тышкы EMIге аялуу болуп, өздөрү да интерференцияларды чыгарышы мүмкүн. Терезедеги үзгүлтүксүз, өткөргүч металл катмары а сыяктуу иш кыла алатФарадей капас, керексиз RF/EM талааларын бөгөттөө менен жарыкка жол берип, ошону менен аппараттын иштешин турукташтырат.

(б) электр туташтыруу жана жерге туташтыруу
Металдаштырылган катмар өткөргүч болуп саналат. Ага коргошунду ширетүү же аны металл корпуска байланыштыруу менен, сиз терезенин ички тарабына орнотулган элементтер үчүн электр жолдорун түзө аласыз (мисалы, жылыткычтар, температура сенсорлору, электроддор) же статиканы таркатып, экранды күчөтүү үчүн терезени жерге байлай аласыз.

(c) Герметикалык пломба
Бул негизги колдонуу учуру. Жогорку вакуумду же инерттүү атмосфераны талап кылган түзүлүштөрдө (мисалы, лазердик түтүктөр, фотокөбөйтүүчү түтүктөр, аэрокосмостук датчиктер) терезе металл пакетке бириктирилиши керек.туруктуу, өтө ишенимдүү мөөр. Колдонууэритүү, Терезенин металлдаштырылган жээги металл корпуска кошулуп, жабышчаак байланышка караганда алда канча жакшы герметикага жетишип, узак мөөнөттүү экологиялык туруктуулукту камсыз кылат.

(г) Апертуралар жана маскалар
Металлизация бүт жерди каптабашы керек; ал үлгү болушу мүмкүн. Тийиштирилген металл масканы (мисалы, тегерек же чарчы) депонирлөө так аныктайтачык диафрагма, адашкан жарыкты бөгөттөп, SNR жана сүрөттүн сапатын жакшыртат.

Кайсы жерде металлдаштырылган терезелер колдонулат

Бул мүмкүнчүлүктөрдүн аркасында металлдашкан терезелер чөйрө талап кылынган бардык жерде кеңири жайылтылат:

• Коргоо жана аэрокосмостук:ракета издөөчүлөр, спутниктердин пайдалуу жүктөрү, абадагы IR системалары — бул жерде титирөө, термикалык экстремалдар жана күчтүү EMI норма болуп саналат. Металлдаштыруу коргоону, пломбаны жана экранды алып келет.

• Жогорку деңгээлдеги өнөр жай жана изилдөө:жогорку кубаттуулуктагы лазерлер, бөлүкчөлөрдүн детекторлору, вакуумдук көрүү терезелери, криостаттар — күчтүү вакуумдук бүтүндүктү, радиацияга чыдамдуулукту жана ишенимдүү электрдик интерфейстерди талап кылган колдонмолор.

• Медицина жана жашоо илимдери:интегралдык лазерлери бар приборлор (мисалы, агымдын цитометрлери) нурду чыгарып жатканда лазер көңдөйүн жабууга тийиш.

• Байланыш жана сезүү:сигналдын тазалыгы үчүн EMI коргоодон пайда алган була-оптикалык модулдар жана газ сенсорлору.

Негизги спецификациялар жана тандоо критерийлери

Металлдаштырылган оптикалык терезелерди көрсөтүүдө же баалоодо, төмөнкүлөргө көңүл буруңуз:

1. Субстрат материалы– оптикалык жана физикалык натыйжалуулугун аныктайт:

• BK7/K9 айнек:экономикалык; көрүнгөнгө ылайыктуу.

• Эритилген кремний диоксиди:ультрафиолеттен NIRге жогорку өткөрүү; төмөн CTE жана мыкты туруктуулук.

• Сапфир:өтө катуу, чийилүүгө туруктуу, жогорку температурага жөндөмдүү; катаал чөйрөдө кең UV-орто-IR пайдалуу.

• Si/Ge:биринчи кезекте IR тилкелери үчүн.

2. Таза диафрагма (CA)– Аймак оптикалык мүнөздөмөлөргө жооп берүүгө кепилдик берет. Металлдаштырылган аймактар ​​көбүнчө КАнын сыртында (жана андан чоңураак) жайгашкан.

3. Металлдаштыруу түрү жана калыңдыгы–

• Crкөбүнчө жарыкты бөгөттөөчү тешиктер үчүн жана адгезия/бразинг негизи катары колдонулат.

• Ausoldering / brazing үчүн жогорку өткөрүмдүүлүк жана кычкылданууга каршылык камсыз кылат.
  Типтүү калыңдыктар: ондогондон жүздөгөн нанометрге чейин, иштөөгө ылайыкташтырылган.

4. Жугуу– Максаттуу тилкеден (λ₁–λ₂) өткөн пайыздык өткөрүү. Жогорку өндүрүмдүүлүгү терезелер ашып кетиши мүмкүн99%дизайн тилкесинде (ачык диафрагма боюнча тиешелүү AR жабуулар менен).

5. Герметикалык– Терезелер үчүн критикалык; сыяктуу катуу агып кетүү ылдамдыгы менен, адатта, гелий агып текшерүү аркылуу текшерилген< 1 × 10⁻⁸ куб/сек(atm He).

6. Брезинг шайкештиги– Металл штабел нымдуу жана тандалган толтургучтарга (мисалы, AuSn, AgCu эвтектикасына) жакшы жабышып, жылуулук циклине жана механикалык стресске туруштук бериши керек.

7. Беттин сапаты– Scratch-Dig (мисалы,60-40же жакшыраак); азыраак сандар азыраак/жеңилирээк кемчиликтерди көрсөтөт.

8. Беттик фигура– Демейде берилген толкун узундугундагы толкундарда көрсөтүлгөн жалпактыктын четтөөлөрү (мисалы,λ/4, λ/10 @ 632,8 нм); кичинекей баалуулуктар жакшы тегиздикти билдирет.

Төмөнкү сызык

Металлдаштырылган оптикалык терезелер байланышта жайгашканоптикалык аткаруужанамеханикалык/электрдик функционалдуулук. Алар жөн гана берүүдөн тышкары, кызмат кылаткоргоочу тосмолор, EMI калкандары, герметикалык интерфейстер жана электр көпүрөлөрү. Туура чечимди тандоо система деңгээлиндеги сооданы изилдөөнү талап кылат: Сизге өткөргүчтүк керекпи? эрметиктик? Операция тобу кандай? Экологиялык жүктөр канчалык оор? Жооптор субстрат, металлдаштыруу стекти жана кайра иштетүү жолун тандоого түрткү берет.

Бул так ушул айкалышымикро масштабдуу тактык(инженердик металл плёнкаларынын ондогон нанометрлери) жанамакро масштабдагы бекемдик(басымдын дифференциалына жана ырайымсыз термикалык термелүүлөргө туруштук бере албайт), бул металлдаштырылган оптикалык терезелерди ажырагыс кылат."супер терезе"— назик оптикалык доменди реалдуу дүйнөнүн эң катаал шарттары менен байланыштыруу.