I. Prinsip kerja cermin OC inframerah
Peran pelapisan optik: Mirror OC inframerah biasanya mencapai sifat optik spesifiknya dengan melapisi satu atau lebih lapisan film tipis optik pada bahan substrat. Film -film ini mengontrol perambatan cahaya melalui fenomena optik seperti gangguan, refleksi, dan penyerapan. Misalnya, dengan memilih bahan yang sesuai dan ketebalan lapisan, refleksi tinggi atau transmisi cahaya yang tinggi dalam rentang panjang gelombang tertentu dapat dicapai.
Karakteristik dalam pita inframerah: Untuk cermin OC inframerah, tujuan utamanya adalah untuk menunjukkan kinerja optik yang sangat baik di pita inframerah. Ini mungkin termasuk reflektifitas tinggi, penyerapan rendah, dan karakteristik bandwidth spesifik. Misalnya, beberapa cermin OC inframerah dirancang untuk rentang panjang gelombang inframerah tertentu, seperti 800-2532 nm, atau mencapai refleksi yang hampir total pada pita inframerah tertentu. Contohnya adalah cermin omnidirectional yang didasarkan pada desain tumpukan dielektrik quasi-periodik fibonacci-fibonacci-periodik, yang mencapai reflektifitas 99,5% di pita inframerah 1437-1618 nm, sepenuhnya menutupi wilayah panjang gelombang telekomunikasi dan pita S, C, dan L dari The Wilayah penguat penguat serat yang didoping erbium.
Ii. Aplikasi cermin OC inframerah
Pengamatan Astronomi: Dalam pengamatan astronomi, peralatan optik berkinerja tinggi diperlukan untuk mengumpulkan dan menganalisis sinyal samar dari objek surgawi. Teleskop ruang angkasa besar seperti Luvoir dan Habex, menargetkan pengamatan berkisar dari far-ultraviolet hingga inframerah-dekat, membutuhkan teknologi pelapisan canggih untuk mencapai pengumpulan cahaya yang efisien, terutama di wilayah far-ultraviolet (turun ke 90 nm). Pelapis baru dan lebih baik dicari untuk melindungi aluminium dari oksidasi di lingkungan normal, mempertahankan reflektifitas tinggi di wilayah ultraviolet yang dalam tanpa kinerja yang merendahkan di daerah yang terlihat dan dekat-inframerah.
Eksperimen laser presisi: Dalam banyak percobaan laser presisi, persyaratan kinerja untuk komponen optik sangat ketat, seperti penyerapan optik yang rendah. Kebisingan termal dari pelapis cermin yang sangat reflektif adalah faktor pembatas utama dalam sensitivitas banyak percobaan laser presisi. Penelitian menunjukkan bahwa silikon amorf dan silikon nitrida dapat berfungsi sebagai alternatif untuk kombinasi pelapis silika dan tantala yang saat ini digunakan, dengan penyerapan optik silikon amorf pada panjang gelombang inframerah-dekat yang meningkat sekitar 55 kali dibandingkan dengan nilai-nilai yang dilaporkan terendah. Pelapis berbasis silikon mengurangi kebisingan termal dengan faktor 12 dibandingkan dengan silika dan tantala pada 20 K.
Perangkat termal surya: Di perangkat termal matahari, mengurangi kehilangan panas adalah kunci untuk meningkatkan efisiensi konversi. Menambahkan pelapis cermin inframerah ke permukaan bagian dalam kaca dalam vakum tinggi yang dienkapsulasi panel termal surya datar tinggi dapat mencerminkan radiasi yang dipancarkan oleh penyerap kembali ke dirinya sendiri, memungkinkan daur ulang foton eksternal di sisi dingin, sehingga mengurangi kerugian radiasi dan meningkatkan efisiensi panel. Studi pemodelan termal menunjukkan bahwa menggunakan cermin inframerah dapat mencapai peningkatan efisiensi lebih dari 50% pada suhu operasi di atas 300 ° C.
Instrumen Pengukuran Optik: Dalam instrumen pengukuran optik, seperti inframerah pencitraan termal lensa optik instrumen pengukuran deviasi aksial, sumber cahaya spesifik dan sistem optik diperlukan untuk mencapai pengukuran presisi tinggi. Sistem ini termasuk laser CO2, teleskop fokus-fokus yang dapat disesuaikan, TGS Pyroelectric Thermal Imagers, dan pembacaan dan pemrosesan data yang dibantu komputer, memungkinkan deteksi deviasi aksial untuk kelompok lensa optik inframerah 8-14 μm. Dengan mengubah sumber cahaya, mereka juga dapat digunakan untuk pengukuran dalam sistem optik inframerah 3-5 μm.
Perangkat optik dan optoelektronik modern: Di berbagai perangkat optik dan optoelektronik modern, pelapis cermin optik dengan reflektifitas tinggi diperlukan. Sebagai contoh, lapisan reflektif berdasarkan paduan aluminium dan tembaga, ditutupi dengan lapisan pelindung lutetium oksida, dapat meningkatkan reflektifitas di seluruh rentang spektral kerja, membuatnya cocok untuk perangkat optik dan optoelektronik dalam berbagai spektral.
AKU AKU AKU. Teknik manufaktur untuk cermin OC inframerah
Pilihan Bahan: Salah satu kunci untuk memproduksi cermin IR OC adalah memilih bahan yang tepat. Mereka terutama dibagi menjadi bahan substrat dan bahan pelapis. Bahan substrat umum termasuk silikon, germanium, seng selenide, seng sulfida, kalsium fluorida, magnesium fluorida, safir, kuarsa, gallium arsenida dan berlian. Bahan pelapis umum termasuk aluminium, paduan tembaga, lutetium oksida, silikon amorf, silikon nitrida, silikon dioksida, dan lithium tantalate. Bahan yang berbeda memiliki sifat optik yang berbeda dan karakteristik fisik, dan pilihan material tergantung pada persyaratan aplikasi spesifik dan pita operasi. Misalnya, dalam beberapa aplikasi perlu untuk memilih bahan dengan reflektifitas tinggi dalam pita inframerah, seperti aluminium dan paduan tembaga; Dalam aplikasi lain, perlu untuk memilih bahan dengan absorptivitas rendah, seperti silikon amorf dan silikon nitrida.
Teknik pelapisan: Teknik pelapisan umum termasuk deposisi vakum dan sputtering magnetron. Misalnya, lapisan reflektif berdasarkan paduan aluminium dan tembaga, ditutupi dengan lapisan pelindung lutetium oksida, diproduksi menggunakan teknologi deposisi vakum (peralatan VU-1A), dengan ketebalan lapisan yang dikendalikan oleh sistem kontrol kuarsa selama pengendapan. Lapisan cermin omnidirectional diendapkan dan dikarakterisasi menggunakan teknologi sputtering DC magnetron yang dibantu microwave, yang memungkinkan kontrol yang tepat atas kinerja pelapisan.
Iv. Optimalisasi kinerja cermin OC inframerah
Optimalisasi Desain: Melalui desain optik rasional, kinerja cermin OC inframerah dapat dioptimalkan. Misalnya, spektrometer inframerah miniatur det-detektor menggunakan mikromirror kisi pemindaian terintegrasi buatan sendiri sebagai komponen spektroskopi inti menghindari gangguan antara jalur optik yang berbeda dengan memanfaatkan tata letak spasial dari dua cermin pemfokusan dan dua detektor tabung tunggal INGAAS, yang memungkinkan spasial, dua detektor tabung tunggal INGAAS, yang memungkinkan tata letak spasial dan dua INGAAS tabung tunggal INGAAS, yang memungkinkan tata letak spasia INGAAS, EGAAS Tabung Tunggal, memungkinkan tata letak spasial dan dua INGAAS tabung tunggal, Operasi dual-channel simultan dan independen. Selain itu, filter bandpass dengan panjang gelombang cutoff yang berbeda ditempatkan di depan detektor saluran ganda untuk menghilangkan tumpang tindih spektral. Model teoritis ditetapkan menggunakan penelusuran sinar untuk menghitung parameter struktural awal sistem optik, dan ZEMAX digunakan untuk mengoptimalkan desain sistem optik dan memberikan parameter struktural yang dioptimalkan. Instrumen ini menawarkan keuntungan seperti spektrum luas, ukuran kecil, dan biaya rendah.
Optimalisasi Proses: Dengan mengoptimalkan parameter proses pelapisan seperti suhu, tekanan, dan laju pengendapan, kinerja cermin OC inframerah dapat ditingkatkan. Sebagai contoh, penelitian menunjukkan bahwa perlakuan panas silikon amorf, operasi akhir pada suhu rendah, dan menggunakan panjang gelombang 2 μm, bukan yang lebih umum digunakan panjang gelombang 1550 nm dapat meningkatkan penyerapan optik silikon amorf pada panjang gelombang inframerah-dekat sekitar 55 kali dibandingkan dengan nilai yang dilaporkan terendah.
Singkatnya, cermin OC inframerah memiliki aplikasi penting di berbagai bidang. Penelitian berkelanjutan tentang prinsip kerja mereka, teknik manufaktur, dan optimasi kinerja memberikan dukungan kuat untuk pengembangan bidang terkait.