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直读光谱仪光学零件的镀膜工艺

发布时间:2019-07-02 08:54:22         点击:217

        直读光谱仪的光学零件表面有很多厂家会镀上一层或者多层的膜,这个镀膜的工艺叫做光学镀膜,镀膜的原因是减少或增加光的反射、分束、分色、滤光、偏振等要求,在测试分析时,光学镀膜会帮助得到更好的结果。常用的镀膜法有真空镀膜(物理镀膜的一种)和化学镀膜。

普通的CCD由于栅极对紫外区元素有着强烈的吸收导致这些元素的量子效率低,所以需要镀荧光物质(变频膜)来增强量子效率。

大部分厂家都是镀膜的,提高对紫外区元素的灵敏度,但是有些是没有镀膜的,检测紫外元素也还是不错,要综合考虑到光室,光栅等。

镀一层紫外荧光模,不同荧光膜,量子效率也不一样。如果是有机膜,寿命可能不长。背照式的,不镀膜。

下面我们来看看光学镀膜有哪些方式与方法。

第一种类型是抗反射镀膜,这种镀膜可以用来降低光学元件表面的一些不必要反射,从而增加光学元件的透光率,摄影镜头的镀膜就属于这个范畴;

第二种类型是高反射镀膜,它与抗反射镀膜的原理正好相反,是用来在物体的表面产生镜面效果,最高可以反射99.99%以上的入射光;

第三种类型是透明导电镀膜,是一种既能导电又在可见光范围内具有高透明率的一种薄膜,透明导电薄膜主要用于光电器件(LED,薄膜太阳能电池等)的窗口材料。


CCD直读光谱仪光学零件

镀膜控制穿过光学干涉机制的反射光和透射光。当两个光束沿着同步路径传输及其相位匹配时,波峰值的空间位置也匹配并将结合创建较大的总振幅。当光束为反相位(180°位移)时,其叠加会导致在所有峰值的消减效应,导致结合的振幅降低。这些效应被分别称为建设性和破坏性的干涉。

光的波长和入射角通常是指定的,折射率和层厚度则可以有所不同以优化性能。上述的任何更改将会影响镀膜内光线的路径长度,并将在光透射时改变相位值。这种效应可简单地通过单层增透膜例子说明。

当光传输穿过系统时,在镀膜任一侧的两个接口指数更改处将出现反射。为了使反射最小化,当两个反射部分在第一界面处结合时,我们希望它们之间具有180°相位差。这个相位差异直接对应于aλ/2位移的正弦波,它可通过将层的光学厚度设置为λ/4获得最佳实现。

折射率不仅影响光路长度(以及相位),也影响每个界面的反射特性。反射率通过菲涅尔公式定义,其反射率与界面两边材料的折射率之差息息相关。

必须考虑到的最后一个参数是膜层的入射角。如果光的入射角改变,则每层的内角和光程长度都将受到影响;这将影响反射光束的相位变化量。使用非一般入射时,S偏振光和P偏振光将从每个界面互相反射,这将导致两个偏振光具有不同的光学性能。偏振分光计就是基于这一原理设计的。

光学镀膜所涉及的制造工艺是劳动和资本密集型的,并且十分耗时。影响镀膜成本的因素包括被镀膜的光学件的数量,类型,尺寸,需要镀多少层膜以及光学件上需要镀膜的表面数量。镀膜采用的沉积工艺对镀膜成本以及镀膜性能方面的影响也十分巨大。此外,在这之前还需要做大量的准备工作,以确保每个镀膜光学件的质量都能达到最高水平。不同的镀膜沉积技术,具有各自的优缺点,以上是关于光学元件光学镀膜的知识。


 

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