五角棱鏡的特性是光線由90°角的任一面垂直入射,然后經其45°角的兩個面反射,從90°角的另一面出射,入射光線和出射光線等于90°角,這樣應用五角棱鏡可把光軸轉過90°。最近以來,利用五角棱鏡的這個特性進行大平面的平面性測量 ,即把五角棱鏡繞水平軸作旋轉時出射光線在垂直面內掃出一個平面,反之繞垂直軸旋轉,可測定水平面內的平面性,當采用激光作光源時,由于激光射程遠,便可以掃出一個很大的平面,這對于用作房屋建設、大工程建設中的平面性測量顯然是簡單方便而又精度高的,因此五角棱鏡的需要愈來愈多。
五角棱鏡加工注意事項:
從光路中,很明顯看到45°角的角度需認真控制,以便達到角度精度要求。同時采用修磨90°角的一出射面以確保第一平行差,且使入射光與出射光的90°角的精度達到高精度的要求。在這里需注意兩個問題:
(1)成條加工時的注意問題:尺寸較小的五角棱鏡加工時,往往成條加工出,然后進行切割。因此在選擇材料時,需要特別注意整條玻璃折射率的一致性,不然由于n的變化會使有些棱鏡精度不合格;
(2)一般加工時往往較注意45°角的精度,但對光束波陣面要求高的棱鏡,如對45°角面的平面性加工不夠注意時,那么出射光束的波陣面檢查就不合格,這時即使返修出射面也不能達到要求,因此加工45°角兩平面時,角度與平面性皆應注意。
五角棱鏡工作角測定
(1)測試系統
在多齒分變器上裝反光鏡,如圖,(b)情況下進行第一次讀數,(c)中多齒分變器轉180°再進行讀數,當把(b)情況下讀數與(c)情況下讀數相加除2,即是要求的數據,顯然這樣測試是為了消除五角棱鏡90°角的偏心,從而得到真正的90°角的誤差值。
(2)數據
在該測試系統中,可以測出三種角誤差:入射光和出射光之間的90°角的誤差,其讀數值來之于反射鏡,從而可在光電平行光管上讀數,即五角棱鏡工作角的誤差;從五角棱鏡的出射面反射回來的光束,在回到光電平行光管,這時可以讀出第一平行差和第二平行差,由于反射回來的光線較弱,故此其反射像也不象反射鏡反射的像那樣明亮,從而也區別了兩者的不同 。
棱鏡簡介:
棱鏡是實心的玻璃光學,經過磨砂和拋光成幾何與光學明顯的形狀。角度、位置和光學平晶數量有助于定義類型和功能。將一束白光源分散到其組件顏色。利用此應用的設備是折射儀和光譜元件。由于這一初步發現,棱鏡已在系統中用于“折射”光纖,將系統“折疊”成一個較小的空間,改變圖像的方向(也稱為旋性或同位),以及合并或分割光束的部分反射面。這些用途在利用望遠鏡、放大鏡、測量儀器和許多其他應用中非常普遍。
通過棱鏡實現色散
棱鏡的一個顯著特點是能夠模仿作為一個平面鏡系統,來模擬棱鏡媒介中的光反射。 更換反射鏡組件可能是最有用的棱鏡應用,因為它們都折射或折疊光線和改變圖像同位。 要實現類似單個棱鏡的效果,通常需要使用多個反射鏡。因此,用一個棱鏡來代替幾個反射鏡可減少潛在的校準錯誤,提高準確性和減少系統的規模和復雜性。
光學特性
1.改變光線的方向
2.不改變光束的聚散度
3.光線向底的方向偏折
4.透過棱鏡視物,像偏向棱鏡頂
5.眼用棱鏡都很薄
6.頂角常小于10度
棱鏡光軸:
光學系統的光軸在棱鏡中的部分稱為棱鏡的光軸.
反射棱鏡的工作面為兩個折射面和若干個反射面,光線從—個折射面入射,從另一個折射而出射,因此,兩個折射面分別稱為入射面和射出面,大部分反射棱鏡的入射面和出射面都與光軸垂直。
光軸截面:
工作面之間的交線稱為棱鏡的棱,垂直于棱的平面叫主截面,在光路中,所取主截面與光學系統的光軸重合,因此又叫光軸截面。
光軸截面內正確地反映了棱鏡每兩面之間的角度大小 、光軸方向及反射次數
棱鏡分類
共有四種主要類型的棱鏡:色散棱鏡、偏轉或反射棱鏡、旋轉棱鏡和偏移棱鏡。偏轉、偏移和旋轉棱鏡常用于成像應用;擴散棱鏡專用于色散光源,因此不適合用于要求優質圖像的任何應用。
色散棱鏡:
根據棱鏡基片的波長和反射率,棱鏡色散取決于棱鏡的幾何及其折射率色散曲線。最小偏向角決定入射光線和投射光線之間的最小夾角。綠色光的波長偏離超過紅色,藍色比紅色和綠色多;紅色通常定義為656.3nm,綠色為587.6nm和藍色為486.1nm。
偏轉、旋轉和偏移棱鏡
偏轉光線路徑的棱鏡,或將圖像從其原始軸偏移,在很多成像系統中很有幫助。光線通常在45°、60°、90°和180°角度偏轉。這有助于聚集系統大小或調整光線路徑而不影響其余的系統設置。旋轉棱鏡,例如道威棱鏡,用于旋轉倒位后的圖像。偏移棱鏡保持光線路徑的方向,還會將其關系調整為正常。
等邊棱鏡
直角棱鏡
道威棱鏡(Dove prism)
入射面和出射面與光軸不垂直,出射光軸與入射光軸方向不變。道威棱鏡的重要特性之一是,當其繞光軸旋轉a角時,反射像同方向旋轉2a角。
五角棱鏡
半五角棱鏡
斜方棱鏡
等腰棱鏡
棱鏡的展開
把棱鏡的光軸截面沿著它的反射面展開,取消棱鏡的反射,以平行玻璃板的折射代替棱鏡折射的方法稱為“ 棱鏡的展開 “
(1)為了使棱鏡和共軸球面系統組合后,仍能保持共軸球面系統的特性,必須對棱鏡的結構提出一定的要求:
a.棱鏡展開后玻璃板的兩個表面必須平行 。
b.如果棱鏡位于會聚光束中 , 則光軸必須和棱鏡的入射及出射表面相 垂直 。在平行光束中滿足條件a即可
(2). 展開方法利用棱鏡反射面的性質,將轉折的光路拉直 。
即:按入射光線的順序,以反射面為鏡面,求其對稱像,并依次畫出反射棱鏡的展開圖。
棱鏡展開后相當于一個平行平板,厚度就是反射棱鏡的展開長度 或稱 光軸長度(L)。
展開后應先找到棱鏡限制光束的位置,再求尺寸,即棱鏡通光光束的口徑(D)。
光路計算中,棱鏡等效平行平板的厚度L為棱鏡光軸長度,設棱鏡的通光光束口徑為D,則
k 取決于棱鏡的結構形式,與棱鏡的大小無關,稱為棱鏡的結構參數 。
幾種典型棱鏡的展開
1.直角棱鏡展開
L—棱鏡的光軸長度, D—入射光束口徑
二次反射時,L—棱鏡的光軸長度,D —入射光束口徑
2.道威棱鏡展開
必須注意,這類棱鏡因為光軸不垂直于棱鏡面入射,故只能用在平行光束中
3.等腰棱鏡展開
4.五角棱鏡展開
氟化鋰介紹:
LiF晶體是一種優良的光學晶體材料 ,具有較寬的透射波段 (110 ~ 6, 600 nm)和較高的透過率 ,特別需要指出的是 LiF晶體在真空紫外波段的透過率是已知材料中最高的,因而被用作紫外波段的窗口材料。在紅外波段 LiF晶體的折射率最小,因而常被用作紅外激光、紅外夜視儀的窗口材料。
通過 LiF晶體著色可獲得色心比較穩定、均勻的 LiF色心激光晶體, 其具有很好的光譜特性, 是最有前途的飛秒脈沖激光器和近紅外可調諧激光器。 LiF晶體還是電子探針、熒光分析儀和大型光學儀器中不可缺少的分光晶體元件。
真空紫外(VacuumUltraviolet,簡稱 VUV)是指電磁波譜區在 10 ~ 200 nm的紫外波段 ,源于空氣對該波段有強烈的吸收作用而只能在真空條件下使用 。在激光和光刻技術中 ,深紫外 (DeepUltraviolet,簡稱 DUV)指紫外線中低于 300 nm的波段。
隨著人們對真空紫外波段理論和應用研究的日益深入, 科學實驗和工業發展對深紫外激光器、真空紫外光源、真空紫外探測器和相應真空紫外光學體系的需求日益廣泛, 對氟化物等光學晶體提出了更高的要求,如光學均勻性更好、物理和化學穩定性高 、機械性能和熱性能好、生長尺寸更大等;而透過率高、截止波段短的 LiF晶體成為研究真空紫外波段優良的備選材料。
LiF晶體結構屬立方晶系 Fm3m空間群, 密度 2.635 g/cm3, 熔點 1115 K, 解離面為 (100)面 ,分子量為25.939,晶格常數 0.40279 nm, 莫氏硬度為 3。比較 LiF、MgF2 、CaF2常見物理性能 , LiF物理性能的差異導致其在生長加工過程中存在很大差異。
例如, 在不同溫度下, LiF的熱導率不同, 這就要求在生長過程中控制降溫速率 、制定合適的降溫曲線以防止熱應力聚集影響晶體質量 ;LiF硬度較 MgF2 、CaF2 低, 故加工時更容易引起變形, 表面拋光時更容易由于偶然因素引起劃痕甚至開裂;雖然 LiF晶體的比熱大約是 MgF2 、CaF2 的 1.5倍 ,但其線性熱膨脹系數遠大于MgF2 、CaF2,故加工過程中應嚴格保持外部溫度穩定以避免開裂 。
化學性質
LiF在 18 ℃水中的溶解度為 0.27 g/100 g水, 易溶于硝酸和高氯酸等強酸 ,可與液態氟化氫反應生成LiHF2 ,不溶于酒精 。由于 LiF的溶解度遠大于 MgF2 、CaF2 (分別為 0.0076 g/100 g水 、0.0017 g/100 g水 ),故在晶體生長、加工、儲存和運輸過程中應嚴格保持干燥以防止潮解。
光學性能
LiF晶體對電磁波的透過波長范圍為 110 ~ 6600 nm, 在其透過范圍內 ,晶體有較高的透過率。
在 110 ~ 10, 000 nm范圍內 LiF晶體的射率 n與波長 λ的關系 (色散公式)如下所示。
n2 =1 +0.92549λ2/(λ2 -0.73762 )+6.96747λ2/(λ2 -32.792)
透過率檢測
檢驗設備:
1.島津3600plus紫外可見分光光度計/UV-1801紫外可見分光光度計/NICOLET TN10傅里葉紅外顯微鏡
2.全自動應力儀PTC-9
3.激光筆(綠光,功率25-125mW)
樣品:氟化鋰晶體,直徑不小于20 ~ 50mm,厚度10±0.5mm,通光面拋光光潔度達到80/50
測試波段:190nm~1100nm,2.5μm~12μm
合格要求:T>92%@280nm
氟化鋰紫外-可見-近紅外透過率曲線
氟化鋰晶體紅外透過率曲線
N-BK7:
N-BK7是最常用的光學材料,從可見到近紅外(350-2000nm)具有優異的透過率,在望遠鏡、激光等領域有廣泛應用。N-BK7是制備高質量光學元件最常用的光學玻璃,當不需要紫外熔融石英的額外優點(在紫外波段具有很好的透過率和較低的熱膨脹系數)時,一般會選擇N-BK7。
紫外熔融石英:
紫外熔融石英(JGS1,F_SILICA)從紫外到近紅外波段(185-2100nm)都有很高的透過率,在深紫外區域具有很高透過率,使其廣泛應用于紫外激光中。此外,與H-K9L(N-BK7)相比,紫外級熔融石英具有更好的均勻性和更低的熱膨脹系數,使其特別適合應用于紫外到近紅外波段,高功率激光和成像領域。
氟化鈣:
由于氟化鈣(CaF2)在波長180nm-8um之內的透射率很高(尤其在350nm-7um波段透過率超過90%),折射率低(對于180 nm到8.0um的工作波長范圍,其折射率變化范圍為1.35到1.51)因此即使不鍍膜也有較高的透射。它經常被用做分光計的窗口片以及鏡頭上,也可用在熱成像系統中。另外,由于它有較高的激光損傷閾值,在準分子激光器中有很好的應用。氟化鈣與氟化鋇、氟化鎂等同類物質相比具有更高的硬度。
氟化鋇:
氟化鋇材料從200nm-11um區域內透射率很高。盡管此特性與氟化鈣相似,但氟化鋇在10.0um 以后仍有更好的透過,而氟化鈣卻是直線下降的;而且氟化鋇能耐更強的高能輻射。然而,氟化鋇缺點是抗水性能較差。當接觸到水后,在500℃時性能發生明顯退化,但在干燥的環境中,它可用于高達800℃的應用。同時氟化鋇有著優良的閃爍性能,可以制成紅外和紫外等各類光學元件。應當注意:當操作由氟化鋇制作的光學元件時,必須始終佩戴手套,并在處理完以后徹底清洗雙手。
氟化鎂:
氟化鎂在許多紫外和紅外應用中備受歡迎,是200nm-6um波長范圍內應用的理想選擇。與其它材料相比,氟化鎂在深紫外和遠紅外波長范圍尤其耐用。氟化鎂是一種強力的材料,可用于抵抗化學腐蝕、激光損傷、機械沖擊和熱沖擊。其材質比氟化鈣晶體硬,但與熔融石英比較相對較軟,并且具有輕微的水解。它的努氏硬度為415,折射率為1.38。
硒化鋅:
硒化鋅在600nm-16um波段內具有很高透過率,常用于熱成像、紅外成像、以及醫療系統等方面。而且由于硒化鋅吸收率低,特別適用于大功率CO2激光器中。應當注意:硒化鋅材料相對較軟(努氏硬度為120),容易擦花,建議不要用于嚴酷環境。在手持、以及清潔時要加倍小心,捏持或擦拭時用力要均勻,最好帶上手套或橡膠指套,以防玷污。不能用鑷子或其它工具夾持。
硅:
硅適合用于1.2-8um區域的近紅外波段。因為硅材料具有密度小的特點(其密度是鍺材料或硒化鋅材料的一半),在一些對重量要求敏感的場合尤為適用,特別在3-5um波段的應用。硅的努氏硬度為1150,比鍺硬,沒有鍺易碎。然而,由于它在9um處有強的吸收帶,因此并不適合用于二氧化碳激光器的透射應用。
鍺:
鍺適合用2-16um區域的近紅外波段,很適合用于紅外激光。由于鍺具有高折射率、表面最小曲率和色差小的特性,在低功率成像系統中,通常不需要修正。但是鍺受溫度影響較為嚴重,透過率隨溫度的升高而降低,因此,只能在100℃以下應用。在設計對重量有嚴格要求的系統的時候要考慮鍺的密度(5.33g/cm3)。鍺平凸透鏡采用精密金剛石車床車削表面,這一特征使其非常適合于多種紅外線應用,包括熱成像系統、紅外線分光鏡、遙測技術和前視紅外(FLIR)領域中。
CVD 硫化鋅:
CVD ZnS是除金剛石外,唯一透射波段覆蓋可見光到長波紅外,全波段乃至微波波段的紅外光學材料, 是目前最重要的長波紅外窗口材料(既可用作高分辨率紅外熱像系統的窗口和透鏡,也可用作“三光合 一”光窗、近紅外激光/雙色紅外復合光窗等先進軍事用途。
可見光
指能引起視覺的電磁波??梢姽獾牟ㄩL范圍在0.77~0.39微米之間。波長不同的電磁波,引起人眼的顏色感覺不同。0.77~0.622微米,感覺為紅色;0.622~0.597微米,橙色;0.597~0.577微米,黃色;0.577~0.492微米,綠色;0.492~0.455微米,藍靛色;0.455~0.39微米,紫色。
紅外光譜(infrared spectra)
指以波長或波數為橫坐標以強度或其他隨波長變化的性質為縱坐標所得到的反映紅外射線與物質相互作用的譜圖。按紅外射線的波長范圍,可粗略地分為近紅外光譜(波段為0.8~2.5微米)、中紅外光譜(2.5~25微米)和遠紅外光譜(25~1000微米)。對物質自發發射或受激發射的紅外射線進行分光,可得到紅外發射光譜,物質的紅外發射光譜主要決定于物質的溫度和化學組成;對被物質所吸收的紅外射線進行分光,可得到紅外吸收光譜。每種分子都有由其組成和結構決定的獨有的紅外吸收光譜,它是一種分子光譜。分子的紅外吸收光譜屬于帶狀光譜。原子也有紅外發射和吸收光譜,但都是線狀光譜。
紫外光譜
紫外光譜是分子中某些價電子吸收了一定波長的電磁波,由低能級躍近到高能級而產生的一種光譜,也稱之為電子光譜。目前使用的紫外光譜儀波長范圍是200~800nm。其基本原理是用不同波長的近紫外光(200~400nm)依次照一定濃度的被測樣品溶液時,就會發現部分波長的光被吸收。如果以波長λ為橫坐標(單位nm),吸收度 (absorbance)A為縱坐標作圖,即得到紫外光譜(ultra violet spectra,簡稱UV)。
表面光潔度的定義及檢測
表面光潔度、表面粗糙度和表面平整度是三個容易相互混淆的概念。表面光潔度從嚴格意義上來說是表面粗糙度的另一稱法,但這兩者的概念還是有所區別。表面光潔度是基于人的視覺所提出來的概念,而表面粗糙度是由于元件在加工的過程中刀具與元件表面摩擦或高頻振動在光學元件表面形成微觀幾何形狀來定義的。由于光學元件表面粗糙度計算比較復雜,因此,借助光源使用肉眼觀察光學元件的光潔度更直觀的來檢測光學質量。
隨著精密激光技術的不斷發展,對表面光潔度的要求越來越高。尤其在高功率激光系統中,光學元件的表面質量是限制其進一步發展的重要因素之一。光學元件表面質量的好壞會直接影響整個光學系統的性能,想要使光學儀器設備能更高效地工作,不僅要在加工時注意光學元件的表面質量,還要做好對成品元件的檢測工作,因此如何更好地檢測光學鏡片光潔度將成為重要指標之一。
一、表面光潔度檢驗方法
1、中國標準規定,檢驗時應以黑色屏幕為背景,光源為36V、60W~108W的普通白熾燈泡,在透射光或反射光下用4×~10×放大鏡觀察。
2、俄國標準規定,檢驗時光源為60W~100W的普通白熾燈泡,在透射光或反射光下觀察。檢驗像面附近的光學表面時應采用不小于6×放大鏡,檢驗Ⅰ~Ⅲ級的光學表面時應采用不大于6×放大鏡,檢驗低于Ⅳ級的光學表面時不采用放大鏡。
3、美軍標準規定,方法1:檢驗時以磨砂玻璃為背景觀察零件,光源為40W的日光燈,放在玻璃后面3cm
處。玻璃正面放2根以上的無光澤橫條與玻璃接觸;橫條約占玻璃面積一半;方法2:40γ的日光燈的燈光透過磨砂玻璃后再透過零件,借助零件表面散射光觀察疵病。觀察時應以黑色為背景。
二、表面光潔度的定義及判定方法
表面缺陷標準:根據美國軍方標準《MIL-O-13830B》,用兩組數字表示表面缺陷大小。例如40-20,前者限制劃痕大小,后者限制麻點大小。道子、亮路、傷、擦痕都統稱為劃痕。斑點、坑點、點子 都稱為麻點。規定長與寬的比大于4:1的為劃痕;長與寬的比小于4:1的為麻點。
當元件的不同區域表面光潔度要求不一樣時,計算等效直徑應以區域進行,即表面質量要求高的內區域其等效直徑以內區域為準(如有效孔徑的區域);表面質量要求低的外區域計算為整體元件的等效直徑。
表面粗糙度對零件的影響主要表現在以下幾個方面:
1、影響耐磨性。表面越粗糙,配合表面間的有效接觸面積越小,壓強越大,摩擦阻力越大,磨損就越快。
2、影響配合的穩定性。對間隙配合來說,表面越粗糙,就越易磨損,使工作過程中間隙逐漸增大;對過盈配合來說,由于裝配時將微觀凸峰擠平,減小了實際有效過盈,降低了連接強度。
3、影響疲勞強度。粗糙零件的表面存在較大的波谷,它們像尖角缺口和裂紋一樣,對應力集中很敏感,從而影響零件的疲勞強度。
光圈,PV,rms,這幾個詞在光學加工中經常遇到,但不同的人有不同的理解,甚至同一個公司的人都難以達成一致的理解.
一般評價表面面形主要有三種,光圈 局部光圈;干涉儀計算得到的 pv rms; 還有就是ISO10110-5里面的一些指標
光圈理解為參考和被測之間的半徑差:
樣板法時不管是平面樣板還是球面樣板,如果成圈了,那么個圈(一個條紋間隔)代表0.5個波長面形,如果干涉儀測時,如果成圈,那么分兩種情況,測平面時可以從單幅干涉圖得到光圈,但測球面時,是無法測到光圈的,就是說,干涉儀測球面時是測不出光圈的,要想得到球面的半徑差,需要配以測長裝置。因為干涉儀的標準球面鏡只提供標準球面波,而這個球面波是任意半徑的,而樣板法標準球面,提供一個半徑固定的標準球面。
上面說的是N
第二就是像散差了,他表示光學表面和參考表面之間兩個互相垂直方向上光圈數不等所對應的偏差,兩個方向的N相減,還要看光圈的符號
比如,橢圓形狀像散時,兩個方向N符號是相同的,馬鞍形狀像散時,兩個方向N符號是相反的
局部光圈
就是局部不規則度 所對應的局部偏差。主要看局部條紋偏移量和理想條紋間隔之間的比值。
干涉儀一般測量后得到的是PV值和rms值,pv值對應的是波面 峰值和谷值之間的差,或者認為和塌邊和翹邊指和,而局部光圈呢,是塌邊和翹邊之間的最大值。單單用pv值來評價有時候很不客觀。rms是一種統計量,主要是看波面的變化緩慢,rms值反映波面可能更客觀。
ISO 10110-5里面把干涉儀得到的波面分成 sag 和 IRR(不規則度),IRR有分為旋轉對稱和非旋轉對稱。其中對于平面來講,sag對應于半徑差,和光圈有點像,也對應于power值(只是接近),IRR 就是扣除sag后的波面,和局部光圈有點像。上面說了干涉儀測不出球面光學元件的光圈,所以干涉儀測球面只能得到IRR,要想得到sag可以通過配以測長裝置,或者用球徑儀測,然后輸入參考半徑和比較半徑,就可以算出。
PV鏡片表面上凸凹不平的最高點和最低點的差值,而irregularity是局部光圈吧,我們考量某鏡片的局部光圈數是同一條干涉條紋不規則部分偏離規則部分的比值,但它不一定是最高點和最低點的差值,肯定小于等于!
光圈不滿一個時,大概可分為兩種,一種是光圈變成直線了,我們習慣稱其為零個光圈.
另一種是成弧線的,我們習慣稱其為半個光圈.
光圈:鏡片和樣板放在一起的時候會形成干涉條紋,成圓環形。圓環的個數既是光圈數。
PV:鏡片表面上最高點和最低點的差值。RMS:鏡片表面上那些坑坑包包差值的平均值。
光學鍍膜概念及原理
鍍膜是用物理或化學的方法在材料表面鍍上一層透明的電解質膜,或鍍一層金屬膜,目的是改變材料表面的反射和透射特性,達到減少或增加光的反射、分束、分色、濾光、偏振等要求。常用的鍍膜法有真空鍍膜(物理鍍膜的一種)和化學鍍膜。光學零件表面鍍膜后,光在膜層層上多次反射和透射,形成多光束干涉,控制膜層的折射率和厚度,可以得到不同的強度分布,這是干涉鍍膜的基本原理。
光學薄膜分類:
增透膜:硅、鍺、硫化鋅、硒化鋅等基底較多,氟化物較為少見。
單波長、雙波長、寬帶
反射膜:分介質與金屬反射膜,金屬反射膜一般為鍍金加保護層。
半反射、單波長、雙波長、寬帶
硬碳膜 :也叫DLC膜,一般鍍在硅、鍺、硫系玻璃外表面,做保護/增透作用, 產品另一側一般要求鍍增透膜。
分光膜 :有些要求特定入射角情況下,可見光波段反射,紅外波段透過,多用于光譜分析中。
45度分光片、雙色分束、偏振分束片&棱鏡
濾光膜:寬帶、窄帶
激光晶體膜:YAG/YV04/KTP/LBO/BBO/LIND03
紫外膜-增透:193/248/266/308/340/355,鋁反射180-400nm
紅外膜:CO210.6UM/YAG2940NM/SI&GE&ZNSE&ZNS
增透膜波長選擇表
標準可見光增透膜曲線
標準紅外光增透膜曲線
高反射膜
金屬鏡(Metallic Mirror)
成本較低,反射波段較寬。
一般用于反射率要求不是特別高,但是波段很寬的應用。
因為存在部分吸收,因此限制了其在激光領域的應用。
全介質反射鏡(Dielectric HR coatings )
成本較高,反射波段較窄。
反射率可以做到很高。
反射波段范圍有限,如加大反射波段范圍,膜層鍍制難度將提高。
膜層較厚,應力較大,存在膜層脫落風險。
鍍膜基片
指在什么材質上鍍膜?;淄鞘褂铆h境和用途決定。常見的鍍膜基底選擇? 如氣體分析保護金多用氟化鈣基底,普通反射鏡用浮法玻璃,激光腔鏡用硅基底,紅外濾光片多用硅鍺,可見及近紅外多是玻璃,無氧銅多是鎳和金等。
氟化鈣,氟化鋇,氟化鎂,藍寶石,鍺,硅,硫化鋅,硒化鋅,硫系玻璃,N-BK7,熔融石英等
鍍膜材料
附著在基底上的起到透射,反射,分光等作用的材料,可能是光學材料如硫化鋅、氟化鎂等,也可能是金屬,如鋁金等。目前成熟大批量光學鍍膜材料多是顆粒狀或是藥片狀,也有整塊晶體鍍膜靶材;金屬鍍膜材料多是絲及塊狀;基底,用途,和鍍膜指標決定用什么鍍膜材料。
鍍膜工序和設備
清洗設備:
超聲波清洗機:指清洗和烘干一體化的,可直接裝盤鍍膜。同時這個機器必須在潔凈空間使用;
光學鏡片的超聲波清洗技術
在光學冷加工中,鏡片的清洗主要是指鏡片拋光后殘余拋光液、黏結劑、保護性材料的清洗;鏡片磨邊后磨邊油、玻璃粉的清洗;鏡片鍍膜前手指印、口水以及各種附著物的清洗。
傳統的清洗方法是利用擦拭材料(紗布、無塵紙)配合化學試劑(汽油、乙醇、丙酮、乙醚)采取浸泡、擦拭等手段進行手工清擦。
這種方法費時費力,清潔度差,顯然不適應現代規?;墓鈱W冷加工行業。這迫使人們尋找一種機械化的清洗手段來代替。于是超聲波清洗技術逐步進入光學冷加工行業并大顯身手,進一步推動了光學冷加工業的發展。
超聲波清洗技術的基本原理,大致可以認為是利用超聲場產生的巨大作用力,在洗滌介質的配合下,促使物質發生一系列物理、化學變化以達到清洗目的的方法。
當高于音波(28~40khz)的高頻振動傳給清洗介質后,液體介質在高頻振動下產生近乎真空的空腔泡,空腔泡在相互間的碰撞、合并、消亡的過程中,可使液體局部瞬間產生幾千大氣壓的壓強,如此大的壓強使得周圍的物質發生一系列物理、化學變化。
工藝流程:
等離子增強化學氣相沉積 (PECVD):
是借助微波或射頻等使含有薄膜組成原子的氣體電離,在局部形成等離子體,而等離子體化學活性很強,很容易發生反應,在基片上沉積出所期望的薄膜。因為利用了等離子的活性來促進化學反應,PECVD可以在較低的溫度下實現
等離子輔助氣相沉積
目前DLC膜常用制備方法。采用射頻技術(RF-PACVD)將通入的氣體(丁烷、氬氣)離化,在極板自偏壓(負)的吸引下,帶正電的粒子向基板撞擊,沉積在基板表面。