מעטאַליזירטע אָפּטישע פֿענצטער: די אומבאַזונגענע ענייבאַלז אין פּרעציזיע אָפּטיקס

אין פּרעציזיע אָפּטיק און אָפּטאָעלעקטראָניק סיסטעמען, שפּילן פֿאַרשידענע קאָמפּאָנענטן אַ ספּעציפֿישע ראָלע, און אַרבעטן צוזאַמען צו דערגרייכן קאָמפּליצירטע אויפֿגאַבעס. ווײַל די קאָמפּאָנענטן ווערן פאַבריצירט אויף פֿאַרשידענע אופֿנים, זענען זייערע אויבערפֿלאַך באַהאַנדלונגען אויך אַנדערש. צווישן די ברייט גענוצטע עלעמענטן,אָפּטישע פֿענצטערקומען אין פילע פּראָצעס וואַריאַנטן. א לכאורה פּשוט אָבער קריטיש סאַבסעט איז דימעטאַליזירט אָפּטיש פֿענצטער—נישט נאָר דער "טויער-היטער" פֿון דעם אָפּטישן וועג, נאָר אויך אַן עכטערענייבלערפון סיסטעם פונקציאָנאַליטעט. לאָמיר נעמען אַ נענטערן קוק.

וואָס איז אַ מעטאַליזירט אָפּטיש פֿענצטער - און פאַרוואָס מעטאַליזירן עס?

1) דעפֿיניציע

פשוט געזאגט, אמעטאַליזירט אָפּטיש פֿענצטעראיז אַן אָפּטישער קאָמפּאָנענט וועמענס סאַבסטראַט - טיפּיש גלאָז, פאַרשמאָלצן סיליקאַ, סאַפיר, אאז"וו - האט אַ דין שיכט (אָדער מולטישיכט) פון מעטאַל (למשל, Cr, Au, Ag, Al, Ni) דעפּאַזירט אויף זייַנע עדזשאַז אָדער אויף באַשטימטע ייבערפלאַך געביטן דורך הויך-פּינקטלעכקייט וואַקוום פּראַסעסאַז אַזאַ ווי פֿאַרדאַמפּונג אָדער ספּאַטערינג.

פֿון אַ ברייטער פֿילטערינג טאַקסאָנאָמיע, זענען מעטאַליזירטע פֿענצטערנישטטראדיציאנעלע "אפטישע פילטערס." קלאסישע פילטערס (למשל, באנדפאס, לאנג-פאס) זענען דיזיינט צו סעלעקטיוו טראנסמיטירן אדער רעפלעקטירן געוויסע ספעקטראלע בענדער, און ענדערן דעם ליכט'ס ספעקטרום. אאָפּטיש פֿענצטער, אין קאנטראסט, איז בפֿרט באַשיצנדיק. עס מוז אויפהאלטןהויך טראַנסמיסיעאיבער א ברייטן באנד (למשל, VIS, IR, אדער UV) בשעת'ן צושטעלןסביבה־איזאָלאַציע און פֿאַרזיגלונג.

מער גענוי, א מעטאַליזירט פֿענצטער איז אַספּעציאַליזירטע סובקלאַספון דעם אָפּטישן פֿענצטער. זײַן אונטערשיידלעכקייט ליגט אין דעםמעטאַליזאַציע, וואָס גיט פונקציעס וואָס אַ געוויינטלעכע פֿענצטער קען נישט צושטעלן.

2) פארוואס מעטאַליזירן? הויפּט צוועקן און בענעפיטן

באַדעקן אַ נאָמינאַל טראַנספּאַרענט קאָמפּאָנענט מיט אַן אָפּאַק מעטאַל קען קלינגען קעגן דעם עיקר, אָבער עס איז אַ קלוגע, צוועק-געטריבענע ברירה. מעטאַליזאַציע טיפּישערווייַז ערמעגליכט איינע אָדער מער פון די פאלגענדע:

(א) עלעקטראָמאַגנעטישע ינטערפיראַנס (EMI) שילדינג
אין פילע עלעקטראָנישע און אָפּטאָעלעקטראָנישע סיסטעמען, זענען סענסיטיווע סענסאָרן (למשל, CCD/CMOS) און לאַזערס שוואַך צו עקסטערנע EMI - און קענען אויך אַליין אַרויסלאָזן שטערונגען. א קאָנטינויִערלעכע, קאַנדאַקטיווע מעטאַל שיכט אויף דעם פֿענצטער קען זיך אויפֿפֿירן ווי אַפאַראַדיי שטייַג, לאָזנדיק ליכט דורכגיין בשעת בלאָקירנדיק אַנוואָנטעד RF/EM פעלדער, דערמיט סטאַביליזירנדיק די פאָרשטעלונג פון די מיטל.

(ב) עלעקטרישע פֿאַרבינדונג און ערדונג
די מעטאַליזירטע שיכט איז קאַנדאַקטיוו. דורך סאָלדערן אַ דראָט צו אים אָדער דורך עס צו פאַרבינדן צו אַ מעטאַל קעסטל, קענט איר שאַפֿן עלעקטרישע וועגן פֿאַר עלעמענטן מאָנטירט אויף דער אינעווייניקסטער זייט פון די פֿענצטער (למשל, כיטערס, טעמפּעראַטור סענסאָרס, עלעקטראָדעס) אָדער פאַרבינדן די פֿענצטער צו ערד צו צעשפּרייטן סטאַטיק און פֿאַרבעסערן שילדינג.

(ג) הערמעטישע פארזיגלונג
דאָס איז אַ וויכטיקער נוץ־פֿאַל. אין דעווײַסעס וואָס דאַרפֿן אַ הויכן וואַקוום אָדער אַן אינערטע אַטמאָספֿערע (למשל, לאַזער־רערן, פֿאָטאָמולטיפּלייער־רערן, לופֿט־אַרויספֿלוס־סענסאָרן), מוז דאָס פֿענצטער זײַן פֿאַרבונדן צו אַ מעטאַלענעם פּאַקעט מיט אַ...שטענדיקע, אולטרא-פאַרלעסלעכע פאַרזיגלונגניצןלאָזונג, דער מעטאַליזירטער ראַנד פֿון פֿענצטער איז פֿאַרבונדן צום מעטאַלנעם געhäuse צו דערגרייכן אַ פֿיל בעסערע הערמעטישקייט ווי קלעפּיקע פֿאַרבינדונג, וואָס גאַראַנטירט לאַנג-טערמין סביבה-סטאַביליטעט.

(ד) עפענונגען און מאסקעס
מעטאַליזאַציע דאַרף נישט דעקן די גאַנצע ייבערפלאַך; עס קען זיין געמוסטערט. אַוועקלייגן אַ פּאַסיק מעטאַל מאַסקע (למשל, קייַלעכדיק אָדער קוואַדראַטיש) דעפינירט פּינקטלעך דיקלאָרע עפענונג, בלאָקירט פֿאַרבלאָנדזשעט ליכט, און פֿאַרבעסערט סיגנאַל-רעאַקציע (SNR) און בילד קוואַליטעט.

וואו מעטאַליזירטע פֿענצטער ווערן גענוצט

דאנק די מעגלעכקייטן, ווערן מעטאַליזירטע פֿענצטער ברייט דיפּלויד וואו אימער סביבות זענען פאָדערנדיק:

• פארטיידיקונג און לופטפארט:ראַקעטן זוכער, סאַטעליט פּיילאָודז, לופטגעפֿירטע IR סיסטעמען—וואו ווייבריישאַן, טערמישע עקסטרעמען, און שטאַרקע EMI זענען די נאָרמע. מעטאַליזאַציע ברענגט שוץ, פֿאַרזיגלונג, און שילדינג.

• הויך-ענד אינדוסטריעל און פאָרשונג:הויך-מאַכט לייזערס, פּאַרטיקל דעטעקטאָרס, וואַקוום וויופּאָרץ, קריאָסטאַץ - אַפּלאַקיישאַנז וואָס פאָדערן ראָבוסט וואַקוום אָרנטלעכקייט, ראַדיאַציע טאָלעראַנץ, און פאַרלאָזלעך עלעקטרישע ינטערפייסיז.

• מעדיצינישע און לעבן וויסנשאפטן:אינסטרומענטן מיט אינטעגרירטע לאַזערס (למשל, פלוס ציטאָמעטערס) וואָס מוזן פֿאַרזיגלען די לאַזער קאַוואַטי בשעת זיי לאָזן דעם שטראַל אַרויס.

• קאָמוניקאַציע און סענסינג:פיבער-אָפּטישע מאָדולן און גאַז סענסאָרן וואָס נוץ האָבן פון EMI שילדינג פֿאַר סיגנאַל ריינקייט.

שליסל ספּעציפֿיקאַציעס און סעלעקציע קריטעריאַ

ווען איר ספּעציפֿיצירט אָדער עוואַלויִרט מעטאַליזירטע אָפּטישע פֿענצטער, פֿאָקוסירט אויף:

1. סאַבסטראַט מאַטעריאַל– באַשטימט אָפּטישע און פיזישע פאָרשטעלונג:

• BK7/K9 גלאז:עקאָנאָמיש; פּאַסיק פֿאַר דעם זעבארן.

• געשמאָלצן סיליקאַ:הויכע טראַנסמיסיע פון ​​UV צו NIR; נידעריק CTE און אויסגעצייכנטע פעסטקייט.

• סאַפיר:גאָר שווער, קראַצן-קעגנשטעליק, הויך-טעמפּעראַטור טויגיק; ברייט UV-מיטל-IR נוצן אין שווערע סביבות.

• סי / גע:בפֿרט פֿאַר IR באַנדס.

2. קלאָרע אַפּערטור (CA)– די געגנט וואָס איז געראַנטירט צו טרעפן די אָפּטישע ספּעקס. מעטאַליזירטע געביטן ליגן בכלל אַרויס (און גרעסער ווי) די CA.

3. מעטאַליזאַציע טיפּ און גרעב–

• Crווערט אָפט גענוצט פֿאַר ליכט-בלאָקירנדיקע אַפּערטורן און ווי אַן אַדכיזשאַן/ברייזינג באַזע.

• Auגיט הויך קאַנדאַקטיוויטי און אַקסאַדיישאַן קעגנשטעל פֿאַר סאַדערינג/ברייזינג.
  טיפּישע גרעב: צענדליקער ביז הונדערטער נאַנאָמעטער, צוגעפּאַסט צו פֿונקציע.

4. טראַנסמיסיע– פּראָצענט דורכפֿלוס איבערן ציל באַנד (λ₁–λ₂). הויך-פּערפאָרמאַנס פֿענצטער קענען איבערשטײַגן99%אינעם דיזיין באַנד (מיט צוגעפאסטע AR קאָוטינגז אויף דער קלאָרער עפענונג).

5. הערמעטישקייט– קריטיש פֿאַר געלאָטענע פֿענצטער; געוויינטלעך וועריפֿיצירט דורך העליום ליק טעסטינג, מיט שטרענגע ליק ראַטעס ווי< 1 × 10⁻⁸ קוביק סענטימעטער/סעק.(אין דער זעלבער צייט ער).

6. ברייזינג קאָמפּאַטאַביליטי– דער מעטאַל שטאַפּל מוז נאַס ווערן און גוט בינדן זיך צו די אויסגעקליבענע פֿילערס (למשל, AuSn, AgCu עוטעקטיק) און אויסהאַלטן טערמישע ציקלען און מעכאַנישע דרוק.

7. ייבערפלאַך קוואַליטעט– קראצן-גראבן (למשל,60-40אדער בעסער); קלענערע נומערן ווייזן ווייניקער/לייכטערע חסרונות.

8. אויבערפלאַך פיגור– פלאַכקייט אָפּנייגונג, טיפּיש ספּעסיפֿיצירט אין כוואַליעס ביי אַ געגעבענער כוואַליע (למשל,λ/4, λ/10 @ 632.8 נאַנאָמעטער); קלענערע ווערטן מיינען בעסערע פלאַכקייט.

אונטערשטע שורה

מעטאַליזירטע אָפּטישע פֿענצטער זיצן בײַם נעקסוס פֿוןאָפּטישע פאָרשטעלונגאוןמעכאנישע/עלעקטרישע פונקציאָנאַליטעטזיי גייען ווייטער ווי נאָר טראַנסמיסיע, דינען ווישוץ־באַריערן, EMI שילדן, הערמעטישע אינטערפייסיז און עלעקטרישע בריקןאויסקלויבן די ריכטיגע לייזונג פארלאנגט א סיסטעם-לעוועל האנדל שטודיע: דארפט איר קאנדוקטיוויטי? געלאָטענע הערמעטיסיטי? וואָס איז די אָפּערייטינג באַנד? ווי שטרענג זענען די סביבה לאָודז? די ענטפֿערס פירן די סעלעקציע פון ​​סאַבסטראַט, מעטאַליזאַציע סטאַק, און פּראַסעסינג מאַרשרוט.

עס איז פּונקט די קאָמבינאַציע פֿוןמיקראָ-וואָג פּרעציזיע(צענדליקער נאַנאָמעטערס פון אינזשענירטע מעטאַל פילמען) אוןמאַקראָ-וואָג ראָובאַסטנאַס(אויסהאלטנדיק דרוק דיפערענציאלן און ברוטאלע טערמישע סווינגס) וואס מאכט מעטאליזירטע אפטישע פענצטער אן אומפארמיידלעכער"סופּער פֿענצטער"—פֿאַרבינדן דעם דעליקאַטן אָפּטישן דאָמעין מיט די שווערסטע באַדינגונגען פֿון דער רעאַלער וועלט.