Монгол улс
Үзсэн: 0 Зохиогч: Сайтын редактор Нийтлэгдсэн цаг: 2026-07-13 Гарал үүсэл: Сайт
Өндөр хүчин чадалтай лазерын системүүд нь бүхэлдээ гэрлийн нарийн зохицуулалтад тулгуурладаг. Оптик субстрат ба түүний хүрээлэн буй орчны хоорондох хилийн давхарга нь эдгээр системүүдийн эвдрэлийн хамгийн түгээмэл цэг юм. Тохиромжгүйг зааж өгөх Оптик бүрэх нь лазерын нөлөөгөөр сүйрлийн гэмтэл, эрчим хүчний ноцтой бууралт, дулааны линз эсвэл цацрагийн чанарыг алдагдуулахад хүргэдэг. Эдгээр бүтэлгүйтэл нь системийн уналт, эд ангиудыг солих зардал ихтэй байдаг.
Нимгэн хальсны хуримтлал ба хөндлөнгийн оролцооны физик механикийг ойлгох нь чухал юм. Инженерүүд болон худалдан авалтын багууд системийн урт наслалтыг хангахын тулд худалдагчийн чадавхийг үнэн зөв үнэлэх ёстой. Та бүрэх технологийг лазерын тодорхой босготой тааруулж, урт хугацааны үйл ажиллагааны эрсдэлийг бууруулах хэрэгтэй. Бодит лазерын орчинд амьд үлдэх оптикийг тодорхойлоход шаардлагатай физик, хуримтлуулах арга, хэмжилзүйн талаар бид задлах болно.
Үндсэндээ бүрсэн оптикоор дамжуулан гэрлийг зохицуулах нь нимгэн хальсан хөндлөнгийн оролцоонд тулгуурладаг. Өндөр ба бага хугарлын илтгэгч материалын ээлжлэн давхаргыг байрлуулснаар инженерүүд тодорхой хилийн нөхцлийг бүрдүүлдэг. Нийтлэг материалууд нь танталын пентоксид, гафниум исэл, цахиурын давхар исэл юм. Гэрлийн долгион эдгээр хил хязгаарыг дайрах үед тусгаж, дамжуулдаг. Давхаргын зузаан болон хугарлын үзүүлэлтээс хамааран эдгээр долгион нь тусгалыг сайжруулахын тулд бүтээмжтэй, эсвэл дамжуулалтыг нэмэгдүүлэхийн тулд сүйтгэгч байдлаар нэгддэг.
Эдгээр оптик шинж чанаруудын нарийн хяналт нь фазын шилжилт болон оптик зузааныг удирдахаас хамаарна. Давхаргууд нь ихэвчлэн дөрөвний долгионы оптик зузаан (QWOT) эсвэл хагас долгионы оптик зузаан (HWOT) зэрэгт зориулагдсан байдаг. Давхаргын оптик зузаан нь зорилтот долгионы уртын яг дөрөвний нэгтэй тэнцэх үед дээд ба доод хилийн ойсон долгион нь фазаас бүрэн гардаг. Энэ нь тусгалын эсрэг тэдгээрийг хүчингүй болгодог. Эсрэгээр, тэдгээр нь өндөр тусгалын үүднээс овоолсон үед төгс үе шатанд байж болно. Энэ давхаргын зузаанын математикийн нарийвчлал нь бүхэл системийн долгионы уртын зорилтот гүйцэтгэлийг тодорхойлдог.
Субстрат бүрэх интерфейсийн динамик нь адил чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Субстратын материалын сонголт нь оптикийн механик болон дулааны суурийг тодорхойлдог. Гол хүчин зүйл нь субстрат болон хуримтлагдсан давхаргын хоорондох дулааны тэлэлтийн коэффициент (CTE)-ийн үл нийцэл юм. CTE-ийн мэдэгдэхүйц үл нийцэх байдал нь хүчтэй механик стресст хүргэдэг бөгөөд энэ нь дулааны ачааллын дор бүрээсийг хугарах, задлах, нугалахад хүргэдэг.
Цаашилбал, диэлектрик бүрэх материалын электрон зурвасын зай нь хэт ягаан туяа эсвэл гүн хэт ягаан туяа гэх мэт богино долгионы урттай үед тэдгээрийн гүйцэтгэлийг хязгаарладаг. Бага зурвасын энергитэй материал нь өндөр энергитэй фотоныг шингээж, орон нутгийн халаалтад хүргэдэг. Энэ шингээлтийг багасгах нь оптикийн дулааны доройтол, сүйрлийн эвдрэлээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд өндөр хүчин чадалтай хэрэглээнд зайлшгүй шаардлагатай.
| Диэлектрик материалын | хугарлын индекс (ойролцоогоор 1064нм) | Bandgap Energy (eV) | Анхан шатны хэрэглээний талбар |
|---|---|---|---|
| Цахиурын давхар исэл | 1.45 (Бага) | 9.0 | Өргөн зурвасын AR, Өндөр хүчин чадалтай HR стек |
| Гафний исэл | 1.90 (Өндөр) | 5.8 | Өндөр LIDT толь, хэт ягаан туяаны хэрэглээ |
| Тантал пентоксид | 2.05 (Өндөр) | 4.2 | Цахилгаан холбоо, CW лазер толь |
| Магнийн фтор | 1.38 (бага) | 10.8 | Гүн хэт ягаан туяаны оптик, Нэг давхаргат AR |
Ангийн үндсэн үүрэг AR бүрэх нь гадаргуугийн тусгалыг арилгах, субстратаар дамжуулан гэрлийн дамжуулалтыг нэмэгдүүлэх явдал юм. Энэ нь агаар бүрэх интерфэйсээс туссан гэрэл нь бүрэх-субстрат интерфэйсээс туссан гэрлийг хүчингүй болгоход хортой хөндлөнгийн оролцоог ашиглан хүрдэг.
Загварын парадигмууд нь хэрэглээний шаардлагаас хамааран өөр өөр байдаг. Нэг давхаргат бүрээс нь тусгалын үндсэн бууралтыг хангадаг. V-бүрээс нь нарийн зурвасын хэрэглээнд зориулагдсан бөгөөд нэг долгионы уртад хамгийн их даралтыг санал болгодог. W-бүрээсүүд нь өргөн зурвасын гүйцэтгэлийг хангаж, илүү өргөн спектрийн хүрээнд бага тусгалыг хадгалдаг. Эдгээр өнгөлгөөний амжилтын шалгуур нь дизайны долгионы уртад 0.1% -иас бага тусгалыг олж авах, гадаргуугийн үлдэгдэл шингээлтийг сая тутамд 10 хувиас доош болгох явдал юм.
Өндөр тусгалтай диэлектрик толь нь бараг төгс тусгалыг бий болгохын тулд олон арван ээлжлэн диэлектрик давхаргад хөндлөнгийн оролцоог ашигладаг. Өндөр ба бага индекстэй материалыг ээлжлэн овоолсоноор интерфэйс бүрээс туссан долгионууд нь бүтээлч байдлаар нийлдэг. Эдгээр байгууламжийг ихэвчлэн Брагг цацруулагч гэж нэрлэдэг.
Өндөр хүчин чадалтай систем дэх хүний нөөцийн тольны дизайны гол стратеги бол Цахилгаан талбайн оновчлол юм. Инженерүүд цахилгаан талбайн оргил эрчмийг давхаргын интерфейсээс хол, өндөр индекстэй материалаас хол байлгахын тулд давхаргын стекийг зохион бүтээдэг. Өндөр индекстэй материал нь ихэвчлэн лазерын гэмтэлд илүү өртөмтгий байдаг. Амжилтын шалгуур нь тусгалын түвшинг 99.9%-иас 99.999%-иас дээш түвшинд хүргэх, тусгалын үед фазын тогтвортой байдлыг хадгалах, тусгалын зурвасын өргөн ба оргил тусгалын хоорондын уялдаа холбоог сайтар зохицуулах явдал юм.
Эдгээр тусгай бүрээс нь тодорхой долгионы урт эсвэл туйлшралын төлөвийг дамжуулахын тулд бусдыг тусгах зорилгоор бүтээгдсэн. Жишээлбэл, нимгэн хальсан туйлшруулагч нь Брюстерийн өнцгөөр ажиллах зориулалттай бөгөөд s-туйлшрал ба p-туйлшруулсан гэрлийг өндөр үр ашигтайгаар тусгаарладаг.
Эдгээр нарийн төвөгтэй стекүүдийн амжилтын шалгуур нь дамжуулалт ба тусгалын зурвасын хоорондох огцом шилжилтийн налууг агуулдаг бөгөөд энэ нь дохионы хамгийн бага давхцлыг баталгаажуулдаг. Туйлшралын уналтын өндөр харьцаа нь цацрагийн цэвэр байдлыг хадгалахад зайлшгүй шаардлагатай. Цаашилбал, эдгээр бүрээс нь системийг тохируулах явцад тусгалын өнцгийн бага зэрэг өөрчлөлтийг үл харгалзан тогтоосон гүйцэтгэлээ хадгалах ёстой.
Электрон цацрагийн ууршилт нь төвлөрсөн электрон цацрагийг ашиглан өндөр вакуум камер дотор эх материалыг дулаанаар ууршуулах явдал юм. Ууршсан материал нь эх үүсвэрийн дээр байрлах субстратууд дээр өтгөрдөг. Хэдийгээр өндөр хэмнэлттэй, олон төрлийн материалтай нийцдэг боловч энэ процесс нь эх үүсвэрийн нулималтаас үүссэн зангилааны согогуудад өртөмтгий байдаг. Эдгээр зангилаанууд нь орон нутгийн лазер гэмтлийн үндсэн үрийн үүрэг гүйцэтгэдэг.
E-beam нь харьцангуй сүвэрхэг, булчирхайлаг хальс үүсгэдэг. Эдгээр сүвэрхэг бүтэц нь хүрээлэн буй орчноос чийг шингээхэд мэдрэмтгий бөгөөд хугарлын илтгэгч өөрчлөгдөхөд спектрийн шилжилтэд хүргэдэг. Энэ нь байгаль орчны хэт тогтвортой байдал нь гол асуудал биш бага-дунд чадалтай, зардал багатай хэрэглээнд хамгийн тохиромжтой хэвээр байна.
Ионы тусламжтай хуримтлал нь ердийн электрон цацрагийн ууршилтын процессыг эрчим хүчний ионы цацраг, ихэвчлэн аргон эсвэл хүчилтөрөгчөөр нөхдөг. Ууршсан молекулууд субстрат дээр өтгөрөх үед ионы цацраг өсөн нэмэгдэж буй хальсыг бөмбөгдөж, давхаргыг нягтруулдаг. Энэ нь стандарт электрон цацрагийн ууршилттай харьцуулахад савлагааны нягтрал болон байгаль орчны тогтвортой байдлыг мэдэгдэхүйц сайжруулдаг. IAD нь дэвшилтэт шүрших процессоос илүү бага зардлаар бат бөх чанарыг хангаж, илүү хурдан ажиллах боломжийг олгодог хүчирхэг дунд суурийг санал болгодог.
Magnetron Sputtering нь зорилтот материалыг хүчтэй соронзон орны дор энергийн ионоор бөмбөгддөг плазмаар удирддаг процесс юм. Энэ нь атомуудыг зорилтот газраас гаргаж, дараа нь субстрат дээр хуримтлагддаг. Үүссэн хальс нь маш жигд, нягт, аморф юм.
Энэ технологи нь их хэмжээний субстратын талбайд тунадасны өндөр хурд, онцгой давтагдах чадварыг санал болгодог. Кино нь нягт, сүвэрхэг биш учраас чийгшил нь тэгтэй тэнцүү, механик бат бөх чанар өндөртэй байдаг. Энэ нь тэдгээрийг хувьсах орчинд ажилладаг өндөр хүчин чадалтай үйлдвэрлэлийн лазер системд маш тохиромжтой болгодог.
Ion Beam Sputtering нь оргил үеийг илэрхийлдэг нимгэн хальсан бүрэх технологи. Өндөр энергитэй ионы цацраг нь зорилтот материалыг бөмбөгдөж, маш өндөр кинетик энерги бүхий атомуудыг эргэдэг субстрат руу цацдаг. Энэ процесс нь онцгой нягт, гөлгөр, бараг гэмтэлгүй аморф бүрхүүл үүсгэдэг.
IBS бүрээс нь 1 ppm-ээс бага тархалт ба шингээлтийн түвшинг бараг тэгтэй харуулдаг. Энэхүү технологи нь хэт хурдан лазер, өндөр нарийвчлалтай оптик хөндий, лазерын нөлөөллөөс үүдэлтэй гэмтлийн босго өндөр шаардагддаг хэрэглээнд зайлшгүй шаардлагатай. Анхдагч тохирол нь дээд зэргийн зардал, хуримтлуулах мөчлөгийн хугацаа нэлээд урт байдаг.
| Туналтын технологи | Кино нягтралын | согогийн түвшин | Байгаль орчны тогтвортой байдал | Анхан шатны хэрэглээ |
|---|---|---|---|---|
| Цахим цацрагийн ууршилт | Бага (сүвэрхэг) | Дундаас өндөр | Бага (Спектрийн шилжилт) | Бага чадлын оптик |
| Ion-Assisted Deposition | Дунд зэрэг | Дунд зэрэг | Дунд зэрэг | Ерөнхий зориулалтын лазерууд |
| Магнетрон цацах | Өндөр | Бага | Өндөр | Аж үйлдвэрийн лазерууд |
| Ионы цацраг цацах | Маш өндөр | Маш бага | Маш өндөр | Хэт хурдан лазер, хэт LIDT |
Лазераас үүдэлтэй эвдрэлийн босго нь физик доройтол үүсэхээс өмнө бүрхүүлийн тэсвэрлэх хамгийн дээд оптик урсгал буюу эрчим юм. Энэхүү хэмжүүр нь найдвартай байдлыг хангахын тулд ISO 21254 стандартын дагуу баталгаажсан байх ёстой. Гэмтлийн механизм нь лазерын үйл ажиллагааны горимоос хамааран эрс өөр өөр байдаг.
Тасралтгүй долгион эсвэл урт импульсийн горимд гэмтэл нь үндсэндээ дулаан шингээлт ба бүрээс-субстратын хилийн дулааны тээвэрлэлтийн шинж чанараас шалтгаална. Дулааны хуримтлал нь хайлах эсвэл дулааны стрессийн хугарал үүсгэдэг. Богино импульсийн горимд гэмтэл нь согогоос үүдэлтэй орон нутгийн цахим эвдрэлээс давамгайлдаг. Хэт хурдан импульсийн хувьд гэмтэл нь сонгодог үйлдвэрлэлийн согогоос үл хамааран үүсдэг мультифотон, нуранги иончлол зэрэг шугаман бус иончлолын механизмаар зохицуулагддаг.
Борлуулагчийн чадавхийг үнэлэхийн тулд долгионы уртын нарийвчлалыг хүргэх чадварыг шалгах шаардлагатай. Энэ нь нэг долгионы урттай оновчлолоос эхлээд нарийн төвөгтэй хос зурвас эсвэл өргөн тохируулгатай спектрийн гүйцэтгэлийн шаардлагуудыг хамардаг. Илчлэх өнцөг ба туйлшралын мэдрэмж нь гол хүчин зүйл юм. AOI нэмэгдэхийн хэрээр спектрийн дамжуулалт ба ойлтын зурвасууд аяндаа спектрийн цэнхэр төгсгөл рүү шилждэг. Цаашилбал, p-туйлшрал ба s-туйлшралын гүйцэтгэлийн профайл нь өндөр AOI-д ихээхэн ялгаатай тул хүссэн оптик шинж чанарыг хадгалахын тулд нарийн төвөгтэй давхаргын дизайн шаарддаг.
Хэт хурдан лазер системүүд нь тархалтын талаар өвөрмөц сорилттой тулгардаг. Стандарт бүрээс нь фемтосекундын лазер импульсийг гажуудуулж, цаг хугацааны мужид сунгаж, оргил хүчийг нь эрс бууруулдаг төрөлхийн дисперстэй байдаг. Үүнтэй тэмцэхийн тулд лазер оптик нь жиргээтэй, GDD-ийн нөхөн төлбөртэй толин тусгалыг ашигладаг. Хэт хурдан хэрэглээнд зориулагдсан Худалдагчийг үнэлэх нь тэдний давхаргын зузаан нь өөрчлөгддөг бүрээсийг зохион бүтээх, үйлдвэрлэх чадварыг үнэлэх явдал юм. Эдгээр бүтэц нь импульсийг шахах эсвэл оптик замд богино импульсийн үргэлжлэх хугацааг хадгалах тусгай сөрөг тархалтыг бий болгодог.
Стандарт спектрофотометр нь 99.9% -иас дээш тусгалыг нарийн хэмжиж чадахгүй. Хөндий цагираг-доош спектроскопи нь хэт тод тусгалыг шалгах, шингээлт ба тархалтыг багтаасан ерөнхий оптик алдагдлыг тооцоолоход ашигладаг. Энэхүү механизм нь туршилтын оптикоор үүссэн өндөр нарийвчлалтай оптик хөндийд лазер импульс оруулах явдал юм. Уг систем нь хөндийд хуримтлагдсан гэрлийн задралын хурдыг хэмжиж, хөндийн нийт алдагдлыг маш нарийн хэмждэг.
Фототермаль нийтлэг зам интерферометрийг субстрат болон бүрээсийн аль алинд нь ppm-ээс доош түвшинд хүртэл хэт бага шингээлтийг шууд хэмжихэд ашигладаг. Уг механизм нь насос-датчик лазерын тохиргоог ашигладаг. Өндөр хүчин чадалтай насосны лазер нь дээжийг орон нутагт халааж, хугарлын илтгэгчийг бага зэрэг өөрчлөхөд хүргэдэг. Энэ халсан бүсээр илүү сул мэдрэгчтэй цацраг дамждаг бөгөөд үүнээс үүссэн фазын шилжилтийг илрүүлж, шингээлтийн коэффициентийг нарийн тооцоолох боломжийг олгодог.
Спектрофотометр нь спектрийн профайлыг баталгаажуулах, өргөн долгионы зурвас дахь дамжуулалт, тусгалыг хэмжих стандарт хэвээр байна. Эллипсометрийг давхаргын нарийн зузаан, хуримтлагдсан хальсны хугарлын индексийн нарийн төвөгтэй профайлыг тодорхойлоход ашигладаг бөгөөд энэ нь физик бүтэц нь онолын загвартай тохирч байгааг баталгаажуулдаг.
| Хэмжил зүйн техник | Анхан шатны хэмжилтийн параметрийн | мэдрэмжийн хязгаар | Ердийн хэрэглээний тохиолдол |
|---|---|---|---|
| Спектрофотометр | Дамжуулах / тусгал | ~0.1% | Стандарт AR/HR баталгаажуулалт |
| Эллипсометр | Давхаргын зузаан / хугарлын индекс | Дэд нанометр | Процессын хяналт, дизайны баталгаажуулалт |
| CRDS | Нийт оптик алдагдал (тараалт + шингээлт) | < 1 ppm | Супер толь, өндөр нарийвчлалтай хөндий |
| PCI | Шууд шингээлт | Дэд ppm | Өндөр хүчин чадалтай CW лазер оптик |
Зузаан, өндөр нягттай хальс, ялангуяа IBS-ээр хуримтлагдсан хальс нь бие махбодид ихээхэн стресс үүсгэдэг. Энэхүү шахалтын эсвэл суналтын ачаалал нь суурь дэвсгэрийг эвдэж, дамжуулсан болон ойсон долгионы фронтыг гажуудуулж, оргилоос хөндийн тэгш байдлын чухал үзүүлэлтүүдийг алдагдуулж болзошгүй юм. Энэ эрсдлийг бууруулахын тулд инженерүүд субстратад тэнцүү ба эсрэг ачааллыг үзүүлэх ар талын нөхөн олговрын бүрээсийг зааж өгөх ёстой. Цаашилбал, гадаргын гадаргуугийн тэгш байдлыг хэмжих, засахын тулд худалдагчийн хэмжилзүйн чадавхийг үнэлэх нь чухал юм.
Сүвэрхэг бүрхүүл нь орчны чийгшилээс чийгийг шингээдэг. Вакуум нөхцөлд эсвэл температурын хэлбэлзлийн үед энэ ус шингэж, давхаргын үр дүнтэй хугарлын илтгэгчийг өөрчилж, дизайны долгионы уртыг үйл ажиллагааны лазерын зурвасаас өөрчилдөг. Нөлөөллийг бууруулах үндсэн стратеги нь IBS эсвэл Magnetron Sputtering гэх мэт нягт, сүвэрхэг бус хуримтлуулах технологийг тодорхойлох явдал юм. Нэмж дурдахад, худалдан авалтын багууд ISO 9211-3 эсвэл MIL-C-48497A стандартад нийцсэн дулааны болон чийгшлийн мөчлөгийн туршилтыг хийх ёстой.
Микроскопийн органик үлдэгдэл, тоос, дэгдэмхий хий ялгаруулах нэгдлүүд нь оптик гадаргуу дээр хуримтлагддаг. Лазерын эрчимтэй гэрэлтүүлгийн дор эдгээр бохирдуулагч нь өндөр шингээлтийн төв болж ажилладаг бөгөөд энэ нь орон нутгийн хурдан халах, сүйрлийн дулааны эвдрэлд хүргэдэг. Үүнийг багасгахын тулд цэвэр өрөөний сав баглаа боодлын протоколыг чанд мөрдөх шаардлагатай.
Х: Цахим цацрагийн ууршилт нь материалыг ууршуулахын тулд дулааны энергийг ашигладаг бөгөөд ингэснээр сүвэрхэг, бат бөх чанар муутай бүрээсийг хүрээлэн буй орчны өөрчлөлтөд мэдрэмтгий болгодог. Ion Beam Sputtering нь материалыг хуримтлуулахын тулд өндөр энергитэй ионуудыг ашигладаг бөгөөд өндөр хүчин чадалтай, хэт хурдан лазеруудад шаардлагатай маш нягт, согоггүй, байгаль орчинд тэсвэртэй бүрхүүлийг бий болгодог.
Х: Лазерын нөлөөллөөс үүдэлтэй эвдрэлийн тогтоосон босго хэмжээнээс доогуур доройтол нь ихэвчлэн хүрээлэн буй орчны бохирдол, сүвэрхэг бүрхүүлд чийг шингээх, эсвэл дулааны эргэлтийн стресс зэргээс шалтгаална. Микроскоп тоос эсвэл органик хий ялгаруулах нь орон нутгийн шингээлтийн төвүүдийг бий болгож, улмаар дулааны эвдрэлийг үүсгэдэг.
Х: Стандарт спектрофотометрүүд хэт тусгалын мэдрэмжгүй байдаг. Оронд нь хөндий цагираг-доош спектроскопи ашигладаг. Энэ нь битүү оптик хөндий дэх толин тусгалуудын хооронд тогтсон гэрлийн импульсийн задралын хугацааг хэмждэг бөгөөд алдагдлыг нэг сая хүртэлх хэсэг болгон нарийн тооцоолдог.
Х: Бүлгийн саатлын тархалт гэдэг нь янз бүрийн долгионы урттай гэрлийн бүрхүүлээр бага зэрэг өөр хурдтайгаар дамжих үзэгдлийг хэлнэ. Хэт хурдан лазерын хувьд энэ нь богино импульсийг цаг хугацаанд нь сунгаж, түүний оргил хүчийг мэдэгдэхүйц бууруулдаг. Тусгай жиргээтэй толь нь энэ нөлөөг нөхдөг.
Хариулт: Бүрхүүл нь дотоод шахалтын эсвэл суналтын дарамтаас болж засахаас илүүтэйгээр эвдрэл үүсгэдэг. Гэсэн хэдий ч нарийн боловсруулсан ар талын нөхөн олговор бүрэх нь субстрат дээрх механик ачааллыг тэнцвэржүүлж, оптикийн гадаргуугийн шаардлагатай тэгш байдлыг сэргээж чадна.
Х: Туслах өнцөг нэмэгдэхийн хэрээр спектрийн дамжуулалт ба ойлтын зурвасууд богино долгионы урт руу шилждэг. Нэмж дурдахад, s-туйлшрал ба p-туйлшралтай гэрлийн бүрхүүлийн хариу үйлдэл нь ялгаатай бөгөөд өндөр өнцгөөр гүйцэтгэлийг хадгалахын тулд тусгай загвар шаарддаг.
