I. Рабочий принцип инфракрасных зеркал OC
Роль оптических покрытий: инфракрасные зеркала OC обычно достигают их специфических оптических свойств, покрывая один или несколько слоев оптических тонких пленок на субстратный материал. Эти пленки контролируют распространение света с помощью оптических явлений, таких как интерференция, отражение и поглощение. Например, путем выбора соответствующих материалов и толщины слоя может быть достигнута высокое отражение или высокая передача света в определенных диапазонах длины волны.
Характеристики в инфракрасной полосе: для инфракрасных зеркал OC основная цель - показать превосходную оптическую производительность в инфракрасной полосе. Это может включать высокую отражательную способность, низкую поглощение и специфические характеристики полосы пропускания. Например, некоторые инфракрасные зеркала OC предназначены для определенных инфракрасных диапазонов длины волны, таких как 800-2532 нм, или достижение почти тотального отражения в определенных инфракрасных полосах. Примером является всенаправленное зеркало, основанное на квазипериодической диэлектрической конструкции диэлектрического стека Fibonacccccce Эрбий-легированная область усиления волокна.
II Применение инфракрасных зеркал OC
Астрономическое наблюдение: в астрономическом наблюдении высокопроизводительное оптическое оборудование необходимо для сбора и анализа слабых сигналов от небесных объектов. Крупные космические телескопы, такие как Luvoir и Habex, нацеливающиеся на наблюдение, от дальнего ультрафиолета до ближнего инфракрасного, требуют расширенного технологии покрытия для достижения эффективного сбора света, особенно в дальней ультрафиолетовой области (до 90 нм). Новые и улучшенные покрытия стремятся защитить алюминий от окисления в нормальной среде, поддерживая высокую отражательную способность в глубокой ультрафиолетовой области без ухудшения производительности в видимых и ближних инфракрасных областях.
Точные лазерные эксперименты: во многих точных лазерных экспериментах требования к производительности для оптических компонентов чрезвычайно строгие, такие как низкое оптическое поглощение. Тепловой шум от высокотефляционных зеркальных покрытий является основным ограничивающим фактором чувствительности многих точных лазерных экспериментов. Исследования показывают, что аморфный кремний и нитрид кремния могут служить альтернативами в настоящее время используемой в настоящее время комбинации кремнезема и тантальских покрытий, причем оптическое поглощение аморфного кремния на длинах волн вблизи инфракрасных волн улучшилось примерно в 55 раз по сравнению с самыми низкими значениями. Покрытия на основе кремния уменьшают тепловой шум в 12 раза по сравнению с кремнеземом и танталой при 20 К.
Солнечные тепловые устройства: в солнечных тепловых устройствах снижение тепла потери является ключом к повышению эффективности конверсии. Добавление инфракрасных зеркальных покрытий к внутренней поверхности стекла в инкапсулированных высококвакуумных изолированных тепловых панелях, излучаемое излучение, излучаемое поглотителем обратно к себе, что обеспечивает внешнее утилизацию фотонов на холодной стороне, тем самым снижая радиационные потери и повышая эффективность панелей. Исследования термического моделирования показывают, что использование инфракрасных зеркал может достичь повышения эффективности более 50% при рабочих температурах выше 300 ° C.
Оптические приборы измерения: в приборах оптических измерений, таких как инфракрасная тепловая визуализация оптических линз группы измерения осевых отклонений, конкретные источники света и оптические системы, необходимы для достижения высоких измерений. Эти системы включают лазеры CO2, телескопы с регулируемыми фокусами, пироэлектрические тепловые изображения TGS, а также считывание и обработку данных с помощью компьютерных данных, что позволяет обнаружить осевые отклонения для групп инфракрасных оптических линз 8-14 мкм. Изменив источник света, их также можно использовать для измерений в 3-5 мкМ инфракрасных оптических системах.
Современные оптические и оптоэлектронные устройства: в различных современных оптических и оптоэлектронных устройствах требуются оптические зеркальные покрытия с высокой отражательной способностью. Например, отражающее покрытие, основанное на алюминиевых и медных сплавах, покрытых защитным уровнем оксида лютетите, может повысить отражательную способность во всем рабочем спектральном диапазоне, что делает его подходящим для оптических и оптоэлектронных устройств в разных диапазонах спектра.
Iii. Методы производства для инфракрасных зеркал OC
Выбор материала: Одним из ключей к производству зеркал IR OC является выбор правильного материала. Они в основном разделены на материалы для подложки и материалы для покрытия. Обычные материалы субстрата включают кремний, германий, селенид цинка, сульфид цинка, фторид кальция, фторид магния, сапфир, кварц, арсенид галлий и алмаз. Распространенные материалы для покрытия включают алюминий, медный сплав, оксид лютетия, аморфный кремний, нитрид кремния, диоксид кремния и тантат литий. Различные материалы имеют разные оптические свойства и физические характеристики, а выбор материала зависит от конкретных требований применения и рабочих полос. Например, в некоторых приложениях необходимо выбрать материалы с высокой отражательной способностью в инфракрасной полосе, таких как алюминиевые и медные сплавы; В других приложениях необходимо выбирать материалы с низкой поглощаемостью, такие как аморфный кремний и нитрид кремния.
Методы покрытия: общие методы покрытия включают в себя вакуумное осаждение и магнетрон. Например, отражающее покрытие, основанное на алюминиевых и медных сплавах, покрытых защитным слоем оксида лютетии, изготавливается с использованием технологии вакуумного осаждения (аппарат VU-1A), с толщиной толщины слоя, контролируемой системой управления кварцами во время осаждения. Основное зеркальное покрытие осаждается и охарактеризовано с использованием технологии распыления Magnetron DC с помощью микроволновой печи, которая обеспечивает точный контроль над производительностью покрытия.
IV Оптимизация производительности инфракрасных зеркал OC
Оптимизация дизайна: с помощью рационального оптического дизайна производительность инфракрасных зеркал OC может быть оптимизирована. Например, миниатюрный вблизи инфракрасного спектрометра с двойным детектором с использованием интегрированного интегрированного сканирующего скорби для решетки, в качестве основного спектроскопического компонента, позволяет избежать помех между различными оптическими путями, используя пространственную планировку двух фокусирующих зеркал и двух институт одно трутки, вполне Двухканальная одновременная и независимая работа. Кроме того, полосовые фильтры с различными длинами волн отсечки расположены перед двуканальными детекторами для устранения спектрального перекрытия. Теоретическая модель устанавливается с использованием трассировки лучей для расчета начальных структурных параметров оптической системы, а ZEMAX используется для оптимизации конструкции оптической системы и обеспечения оптимизированных структурных параметров. Этот инструмент предлагает такие преимущества, как широкий спектр, небольшой размер и низкая стоимость.
Оптимизация процесса: оптимизируя параметры процесса покрытия, такие как температура, давление и скорость осаждения, производительность инфракрасных зеркал OC может быть улучшена. Например, исследования показывают, что термическая обработка аморфного кремния, окончательная работа при низких температурах и использование длины волны 2 мкм вместо более часто используемой длины волны 1550 нм может улучшить оптическое поглощение аморфного кремния на длине волн в ближних инфракрасных волнах с примерно 55 раз с 55 раз с 55 раз с 55 раз. по сравнению с самыми низкими значениями.
Таким образом, инфракрасные зеркала OC имеют важные приложения в нескольких областях. Постоянные исследования их принципов работы, методов производства и оптимизации производительности обеспечивают сильную поддержку для разработки связанных областей.