I.赤外線OCミラーの作業原則
光学コーティングの役割：赤外線OCミラーは、通常、基質材料の光学薄膜の1つ以上の層をコーティングすることにより、特定の光学特性を実現します。これらのフィルムは、干渉、反射、吸収などの光学現象を通じて光の伝播を制御します。たとえば、適切な材料と層の厚さを選択することにより、特定の波長範囲内の高い反射または光の高い伝播を実現できます。
赤外線バンドの特性：赤外線OCミラーの場合、主な目標は、赤外線バンドで優れた光学性能を示すことです。これには、高い反射率、低吸収、および特定の帯域幅特性が含まれる場合があります。たとえば、一部の赤外線OCミラーは、800〜2532 nmなどの特定の赤外線波長範囲向けに設計されているか、特定の赤外線バンドでほぼ反射を実現します。例としては、1437-1618 nmの赤外線帯で99.5％の反射率を達成し、テレコム波長領域とS、C、およびL帯域を完全にカバーするフィボナッチシーケンス準周期誘電体スタック設計に基づく全方向性鏡です。エルビウムドープ繊維アンプゲイン領域。
ii。赤外線OCミラーのアプリケーション
天文学的観察：天文学的な観察では、天体からのかすかな信号を収集して分析するには、高性能の光学機器が必要です。ルボワールやヘーベックスなどの大きな空間望遠鏡は、ファルトラヴィオレットから近赤外までの観測範囲をターゲットにしており、特にファルトラビオレット領域（90 nmまで）で効率的な光収集を実現するために高度なコーティング技術が必要です。通常の環境でのアルミニウムを酸化から保護するために、新しく改善されたコーティングが求められており、目に見える領域と近赤外領域で性能を低下させることなく、深い紫外線領域で高い反射率を維持します。
精密レーザー実験：多くの精密レーザー実験では、光学吸収が低いなど、光学成分の性能要件は非常に厳しいものです。反射性ミラーコーティングからの熱ノイズは、多くの精密レーザー実験の感度における主要な制限要因です。研究によると、アモルファスシリコンと窒化シリコンは、現在使用されているシリカとタンタラコーティングの組み合わせの代替として機能し、アモルファスシリコンの近赤外波長での光学吸収は、報告された値が最も低い値と比較して約55倍改善されました。シリコンベースのコーティングは、20 Kのシリカやタンタラと比較して、熱ノイズを12倍に減らします。
太陽熱装置：太陽熱装置では、熱損失を減らすことが変換効率を改善するための鍵です。カプセル化された高電子断熱されたフラットソーラーサーマルパネルにガラスの内面に赤外線ミラーコーティングを追加すると、吸収体がそれ自体に排出される放射線を反映し、寒冷側での外部光子リサイクルを可能にし、それによって放射損失を減らし、パネル効率を改善します。熱モデリングの研究では、赤外線ミラーを使用すると、300°Cを超える動作温度で50％を超える効率の改善が得られることが示されています。
光学測定機器：赤外線熱イメージング光レンズグループ軸偏差測定機器、特定の光源、光学システムが高精度測定を実現するために必要な光学測定機器では。これらのシステムには、CO2レーザー、調整可能なフォーカス望遠鏡、TGS pyroelectric Thermal Imager、およびコンピューター支援データの読み取りと処理が含まれ、8-14μM赤外線光レンズ基の軸方向偏差検出が可能になります。光源を変更することにより、3〜5μmの赤外線光学システムの測定にも使用できます。
最新の光電子デバイス：さまざまな最新の光電子デバイスでは、反射率が高い光学ミラーコーティングが必要です。たとえば、酸化物保護層で覆われたアルミニウムおよび銅合金に基づく反射コーティングは、作業スペクトル範囲全体で反射率を高めることができ、異なるスペクトル範囲の光学および光電子デバイスに適しています。
iii。赤外線OCミラーの製造技術
材料の選択： IR OCミラーを製造するための鍵の1つは、適切な材料を選択することです。それらは主に基質材料とコーティング材料に分かれています。一般的な基質材料には、シリコン、ゲルマニウム、セレニド亜鉛、硫化亜鉛、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、サファイア、クォーツ、卵巣ガリウム、ダイヤモンドが含まれます。一般的なコーティング材料には、アルミニウム、銅合金、酸化物、アモルファスシリコン、窒化シリコン、二酸化ケイ素、およびタンタラートリチウムが含まれます。異なる材料には異なる光学特性と物理的特性があり、材料の選択は特定のアプリケーション要件とオペレーティングバンドに依存します。たとえば、一部のアプリケーションでは、アルミニウムや銅合金など、赤外線バンドに高い反射率を持つ材料を選択する必要があります。他の用途では、アモルファスシリコンや窒化シリコンなど、吸収率が低い材料を選択する必要があります。
コーティング技術：一般的なコーティング技術には、真空堆積とマグネトロンスパッタリングが含まれます。たとえば、酸化物保護層で覆われたアルミニウムおよび銅合金に基づく反射コーティングは、堆積中に石英制御システムによって制御される真空堆積技術（VU-1A装置）を使用して製造されています。全方向性ミラーコーティングが堆積し、マイクロ波アシストされたDCマグネトロンスパッタリング技術を使用して特徴付けられ、コーティング性能を正確に制御できます。
IV。赤外線OCミラーのパフォーマンス最適化
設計の最適化：合理的な光学設計により、赤外線OCミラーの性能を最適化できます。たとえば、コアの分光成分として自己メイドの統合スキャングレーティングマイクロミラーを使用したデュアル検出器のミニチュア近赤外分光計は、2つのフォーカスミラーと2つのINGAASシングルチューブ検出器の空間レイアウトを利用することにより、異なる光パス間の干渉を回避します。デュアルチャネルの同時および独立した操作。さらに、異なるカットオフ波長を持つバンドパスフィルターがデュアルチャネル検出器の前に配置され、スペクトルオーバーラップを排除します。理論モデルは、光学システムの初期構造パラメーターを計算するためにレイトレースを使用して確立され、Zemaxは光学システム設計を最適化し、最適化された構造パラメーターを提供するために使用されます。この機器は、幅広いスペクトル、小さなサイズ、低コストなどの利点を提供します。
プロセスの最適化：温度、圧力、堆積速度などのコーティングプロセスパラメーターを最適化することにより、赤外線OCミラーの性能を改善できます。たとえば、アモルファスシリコンの熱処理、低温での最終操作、およびより一般的に使用される1550 nm波長の代わりに2μmの波長を使用することで、近赤外波長でのアモルファスシリコンの光吸収が約55倍であることが示されています。報告された最低値と比較して。
要約すると、赤外線OCミラーには、複数のフィールドに重要な用途があります。彼らの作業原則、製造技術、およびパフォーマンスの最適化に関する継続的な研究は、関連分野の開発を強力にサポートします。