Nā Puka Aniani Metallized: Nā Mea Hoʻoikaika i Hoʻohanohano ʻole ʻia ma nā Optics Precision

I loko o nā ʻōnaehana optics kikoʻī a me nā ʻōnaehana optoelectronic, hoʻokani kēlā me kēia ʻāpana like i kahi kuleana kikoʻī, e hana pū ana e hoʻokō i nā hana paʻakikī. Ma muli o ka hana ʻia ʻana o kēia mau ʻāpana ma nā ʻano like ʻole, ʻokoʻa nō hoʻi kā lākou mālama ʻana i ka ʻili. Ma waena o nā mea i hoʻohana nui ʻia,nā puka makani ʻikehe nui nā ʻano hana like ʻole. ʻO kahi ʻāpana maʻalahi akā koʻikoʻi hoʻi, ʻo ia kapuka makani ʻike hao ʻia—ʻaʻole wale ka "kiaʻi puka" o ke ala optical, akā he ʻoiaʻiʻo hoʻimea hoʻoikaikao ka hana o ka ʻōnaehana. E nānā pono kākou.

He aha ka puka makani optical i hoʻoheheʻe ʻia—a no ke aha e hoʻoheheʻe ʻia ai?

1) Wehewehena

I ka ʻōlelo maʻalahi, hepuka makani ʻike hao ʻiahe ʻāpana optical nona ka substrate—ʻo ia hoʻi ke aniani, silica i hoʻohui ʻia, sapphire, a pēlā aku—he papa lahilahi (a i ʻole multilayer) o ka metala (e laʻa, Cr, Au, Ag, Al, Ni) i waiho ʻia ma kona mau kihi a i ʻole ma nā wahi i koho ʻia ma o nā kaʻina hana vacuum kiʻekiʻe e like me ka evaporation a i ʻole sputtering.

Mai kahi taxonomy kānana ākea, ʻo nā puka makani metalaʻaʻolenā "kānana optical" kuʻuna. Ua hoʻolālā ʻia nā kānana maʻamau (e laʻa, bandpass, long-pass) e hoʻouna koho a hōʻike paha i kekahi mau hui spectral, e hoʻololi ana i ka spectrum o ka mālamalama. Hepuka makani ʻike, ma ke ʻano ʻē aʻe, he pale nui ia. Pono ia e mālamahoʻoili kiʻekiʻema luna o kahi hui ākea (e like me VIS, IR, a i ʻole UV) ʻoiai e hāʻawi anaka hoʻokaʻawale ʻana a me ke sila ʻana i ke kaiapuni.

ʻOi aku ka pololei, he puka makani metala kahipapa liʻiliʻi kūikawāo ka puka makani ʻike. Aia kona ʻokoʻa ma kahoʻoheheʻe ʻia, ka mea e hāʻawi ana i nā hana i hiki ʻole i kahi puka makani maʻamau ke hāʻawi.

2) No ke aha e hoʻoheheʻe ʻia ai ka metallize? Nā kumu nui a me nā pono

ʻO ke uhi ʻana i kahi ʻāpana moakaka me kahi metala opaque e kani kū'ē paha i ka manaʻo maʻamau, akā he koho akamai ia a hoʻokele ʻia e ke kumu. ʻO ka metallization maʻamau e hiki ai i hoʻokahi a ʻoi aku paha o kēia mau mea:

(a) Palekana uila (EMI)
I loko o nā ʻōnaehana uila a me nā optoelectronic he nui, he palupalu nā mea ʻike koʻikoʻi (e laʻa, CCD/CMOS) a me nā lasers i ka EMI waho—a hiki nō hoʻi ke hoʻopuka i nā mea hoʻopilikia iā lākou iho. Hiki i kahi papa metala hoʻomau, alakaʻi ma ka puka makani ke hana e like meHale paʻa Faraday, e ʻae ana i ka mālamalama e komo aʻo ana e ālai ana i nā kahua RF/EM i makemake ʻole ʻia, no laila e hoʻopaʻa ana i ka hana o ka hāmeʻa.

(b) Hoʻohui uila a me ka hoʻoheheʻe ʻana i ka honua
He alakaʻi uila ka papa i hoʻoheheʻe ʻia. Ma ke kāpili ʻana i kahi kaula uila iā ia a i ʻole ma ke hoʻopili ʻana iā ia i kahi hale hao, hiki iā ʻoe ke hana i nā ala uila no nā mea i kau ʻia ma ka ʻaoʻao o loko o ka puka makani (e laʻa me nā mea hoʻomehana, nā mea ʻike mahana, nā electrodes) a i ʻole e nakinaki i ka puka makani i ka honua e hoʻokuʻu i ka static a hoʻonui i ka pale ʻana.

(c) Ke sila ʻana me ka ʻole o ka uhi ʻana
He kumu hoʻohana koʻikoʻi kēia. I nā mea hana e pono ai ka vacuum kiʻekiʻe a i ʻole ka lewa inert (e laʻa me nā paipu laser, nā paipu photomultiplier, nā mea ʻike aerospace), pono e hoʻohui ʻia ka puka makani i kahi pūʻolo metala me kahisila paʻa loa, hilinaʻi loaKe hoʻohana neihoʻopaʻa ʻana, ua hoʻopili ʻia ka lihi metala o ka puka makani i ka hale metala e hoʻokō i kahi hermeticity ʻoi aku ka maikaʻi ma mua o ka hoʻopili ʻana i ka pipili, e hōʻoiaʻiʻo ana i ke kūpaʻa o ke kaiapuni no ka wā lōʻihi.

(d) Nā puka a me nā pale maka
ʻAʻole pono ka metallization e uhi i ka ʻili holoʻokoʻa; hiki ke hoʻohālike ʻia. ʻO ke kau ʻana i kahi pale metala i hana ʻia (e laʻa, poepoe a huinahā paha) e wehewehe pono ana i kapuka maopopo, ālai i ka mālamalama hele hewa, a hoʻomaikaʻi i ka SNR a me ka maikaʻi o ke kiʻi.

Ma kahi e hoʻohana ʻia ai nā puka makani metala

Mahalo i kēia mau hiki, ua hoʻolaha nui ʻia nā puka makani metala ma nā wahi āpau e koi ʻia ai nā wahi:

• Palekana & mokulele:nā mea ʻimi missile, nā ukana ukali, nā ʻōnaehana IR mokulele—kahi i maʻamau ai ka haʻalulu, nā wela wela, a me ka EMI ikaika. Lawe mai ka metallization i ka pale, ke sila ʻana, a me ka pale ʻana.

• ʻOihana a me ka noiʻi kiʻekiʻe:nā lasers mana kiʻekiʻe, nā mea ʻike ʻāpana, nā wahi nānā hakahaka, nā cryostats—nā noi e koi ana i ka kūpaʻa hakahaka paʻa, ka hoʻomanawanui i ka radiation, a me nā pilina uila hilinaʻi.

• Nā ʻepekema lapaʻau a me ke ola:nā mea hana me nā lasers i hoʻohui ʻia (e like me, nā cytometers kahe) pono e sila i ka lua laser ʻoiai e hoʻokuʻu ana i ke kukuna i waho.

• Nā kamaʻilio a me ka ʻike ʻana:nā modula fiber-optic a me nā mea ʻike kinoea e pōmaikaʻi ai mai ka pale ʻana o EMI no ka maʻemaʻe o ka hōʻailona.

Nā kikoʻī koʻikoʻi a me nā pae koho

I ke kuhikuhi ʻana a i ʻole ka loiloi ʻana i nā puka makani optical i hoʻoheheʻe ʻia, e kālele ana i:

1. Mea substrate– Hoʻoholo i ka hana optical a me ke kino:

• Ke aniani BK7/K9:hoʻokele waiwai; kūpono i ka mea i ʻike ʻia.

• Silica i hoʻopili ʻia:ka hoʻoili kiʻekiʻe mai UV a i NIR; CTE haʻahaʻa a me ke kūpaʻa maikaʻi loa.

• Sapeiro:paʻakikī loa, kūpaʻa i ke kahakaha ʻana, hiki ke kū i ka mahana kiʻekiʻe; pono ākea ka UV-mid-IR i nā wahi ʻino.

• Si/Ge:ʻoi aku ka nui no nā kāʻei IR.

2. Ka puka moakaka (CA)– ʻO ka ʻāpana i hōʻoia ʻia e hoʻokō i nā kikoʻī optical. ʻO nā wahi i hoʻoheheʻe ʻia ma waho (a ʻoi aku ka nui ma mua o) ka CA.

3. ʻAno metallization a me ka mānoanoa–

• Crhoʻohana pinepine ʻia no nā puka e ālai ana i ka mālamalama a ma ke ʻano he kumu hoʻopili/pale ʻana.

• Auhāʻawi i ke conductivity kiʻekiʻe a me ke kūpaʻa oxidation no ke kūʻai aku ʻana/brazing.
  Nā mānoanoa maʻamau: ʻumi a i nā haneli o nā nanometer, i hana ʻia no ka hana.

4. Hoʻoili– Ka pakeneka o ka throughput ma luna o ka hui i manaʻo ʻia (λ₁–λ₂). Hiki i nā puka makani hana kiʻekiʻe ke ʻoi aku ma mua99%i loko o ke kāʻei hoʻolālā (me nā uhi AR kūpono ma ka puka moakaka).

5. ʻO ke kūlana Hermeticity– He mea koʻikoʻi no nā puka makani i hoʻopaʻa ʻia; hōʻoia pinepine ʻia ma o ka hoʻāʻo ʻana i ka leaka helium, me nā helu leaka paʻa e like me< 1 × 10⁻⁸ cc/s(atm He).

6. Hoʻohālikelike ʻana i ka hoʻopaʻa ʻana– Pono ka puʻu metala e pulu a hoʻopaʻa maikaʻi i nā mea hoʻopihapiha i koho ʻia (e laʻa, AuSn, AgCu eutectic) a kū i ka pōʻaiapuni wela a me ke kaumaha mechanical.

7. ʻAno o ka ʻili– ʻEli-ʻŌwili (e laʻa,60-40a ʻoi aku paha); hōʻike nā helu liʻiliʻi i nā kīnā emi/māmā.

8. Kiʻi ʻili– ʻO ka ʻokoʻa pālahalaha, i kuhikuhi pinepine ʻia i nā nalu ma kahi nalu i hāʻawi ʻia (e laʻa,λ/4, λ/10 @ 632.8 nm); ʻo nā waiwai liʻiliʻi ke ʻano o ka pālahalaha ʻoi aku ka maikaʻi.

Ka hopena

Aia nā puka makani optical metallized ma ka nexus ohana ʻike makaa mehana mīkini/uilaʻOi aku lākou ma mua o ka hoʻoili wale ʻana, e lawelawe ana ma ke ʻano henā pale pale, nā pale EMI, nā pilina hermetic, a me nā alahaka uilaʻO ke koho ʻana i ka hopena kūpono e pono ai kahi haʻawina kālepa pae ʻōnaehana: Pono ʻoe i ka conductivity? ʻO ka hermeticity brazed? He aha ke kāʻei hana? Pehea ke koʻikoʻi o nā ukana kaiapuni? Hoʻokele nā ​​​​pane i ke koho ʻana o ka substrate, ka metallization stack, a me ke ala hana.

ʻO kēia hui pū ʻana opololei micro-scale(nā ʻumi nanometers o nā kiʻiʻoniʻoni metala i hana ʻia) a meka paʻa macro-scale(me ke kū ʻana i nā ʻokoʻa kaomi a me nā loli wela weliweli) e hoʻolilo ai i nā puka makani optical metallized i mea pono ʻole"Puka makani nui"—e hoʻopili ana i ka ʻāpana maka palupalu me nā kūlana ʻino loa o ka honua maoli.