മെറ്റലൈസ്ഡ് ഒപ്റ്റിക്കൽ വിൻഡോകൾ: പ്രിസിഷൻ ഒപ്റ്റിക്സിലെ പാടാത്ത പ്രാപ്തികൾ

പ്രിസിഷൻ ഒപ്റ്റിക്സിലും ഒപ്റ്റോഇലക്ട്രോണിക് സിസ്റ്റങ്ങളിലും, വ്യത്യസ്ത ഘടകങ്ങൾ ഓരോന്നും ഒരു പ്രത്യേക പങ്ക് വഹിക്കുന്നു, സങ്കീർണ്ണമായ ജോലികൾ നിറവേറ്റുന്നതിന് ഒരുമിച്ച് പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ഈ ഘടകങ്ങൾ വ്യത്യസ്ത രീതികളിൽ നിർമ്മിക്കപ്പെടുന്നതിനാൽ, അവയുടെ ഉപരിതല ചികിത്സകളും വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന മൂലകങ്ങളിൽ,ഒപ്റ്റിക്കൽ വിൻഡോകൾനിരവധി പ്രോസസ് വകഭേദങ്ങളിൽ വരുന്നു. ലളിതമെന്ന് തോന്നുമെങ്കിലും നിർണായകമായ ഒരു ഉപവിഭാഗംമെറ്റലൈസ്ഡ് ഒപ്റ്റിക്കൽ വിൻഡോ—ഒപ്റ്റിക്കൽ പാതയുടെ "ഗേറ്റ് കീപ്പർ" മാത്രമല്ല, ഒരു സത്യവും കൂടിയാണ്പ്രാപ്തമാക്കൽസിസ്റ്റം പ്രവർത്തനക്ഷമതയെക്കുറിച്ച്. നമുക്ക് സൂക്ഷ്മമായി പരിശോധിക്കാം.

മെറ്റലൈസ്ഡ് ഒപ്റ്റിക്കൽ വിൻഡോ എന്താണ്—എന്തുകൊണ്ടാണ് അത് മെറ്റലൈസ് ചെയ്യുന്നത്?

1) നിർവചനം

ലളിതമായി പറഞ്ഞാൽ, ഒരുമെറ്റലൈസ്ഡ് ഒപ്റ്റിക്കൽ വിൻഡോഒരു ഒപ്റ്റിക്കൽ ഘടകമാണ്, അതിന്റെ അടിവസ്ത്രം - സാധാരണയായി ഗ്ലാസ്, ഫ്യൂസ്ഡ് സിലിക്ക, സഫയർ മുതലായവ - അതിന്റെ അരികുകളിലോ ബാഷ്പീകരണം അല്ലെങ്കിൽ സ്പട്ടറിംഗ് പോലുള്ള ഉയർന്ന കൃത്യതയുള്ള വാക്വം പ്രക്രിയകൾ വഴി നിയുക്ത ഉപരിതല പ്രദേശങ്ങളിലോ നിക്ഷേപിക്കപ്പെടുന്ന ലോഹത്തിന്റെ നേർത്ത പാളി (അല്ലെങ്കിൽ മൾട്ടിലെയർ) (ഉദാ: Cr, Au, Ag, Al, Ni) ഉണ്ട്.

വിശാലമായ ഫിൽട്ടറിംഗ് ടാക്സോണമിയിൽ, മെറ്റലൈസ് ചെയ്ത വിൻഡോകൾഅല്ലപരമ്പരാഗത “ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫിൽട്ടറുകൾ.” ക്ലാസിക് ഫിൽട്ടറുകൾ (ഉദാ: ബാൻഡ്‌പാസ്, ലോംഗ്-പാസ്) ചില സ്പെക്ട്രൽ ബാൻഡുകളെ തിരഞ്ഞെടുത്ത് പ്രക്ഷേപണം ചെയ്യുന്നതിനോ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നതിനോ രൂപകൽപ്പന ചെയ്‌തിരിക്കുന്നു, ഇത് പ്രകാശത്തിന്റെ സ്പെക്ട്രത്തെ മാറ്റുന്നു.ഒപ്റ്റിക്കൽ വിൻഡോ, വിപരീതമായി, പ്രാഥമികമായി സംരക്ഷണമാണ്. അത് നിലനിർത്തണംഉയർന്ന പ്രക്ഷേപണംനൽകുമ്പോൾ ഒരു വൈഡ് ബാൻഡിൽ (ഉദാ. VIS, IR, അല്ലെങ്കിൽ UV)പാരിസ്ഥിതിക ഒറ്റപ്പെടലും സീലിംഗും.

കൂടുതൽ കൃത്യമായി പറഞ്ഞാൽ, ഒരു മെറ്റലൈസ്ഡ് വിൻഡോ എന്നത് aപ്രത്യേക ഉപവിഭാഗംഒപ്റ്റിക്കൽ വിൻഡോയുടെ. അതിന്റെ പ്രത്യേകത ഇതിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നുലോഹവൽക്കരണം, ഒരു സാധാരണ വിൻഡോയ്ക്ക് നൽകാൻ കഴിയാത്ത ഫംഗ്ഷനുകൾ ഇത് അനുവദിക്കുന്നു.

2) ലോഹവൽക്കരണം എന്തിനാണ്? പ്രധാന ഉദ്ദേശ്യങ്ങളും നേട്ടങ്ങളും

നാമമാത്രമായ സുതാര്യമായ ഒരു ഘടകത്തെ അതാര്യമായ ലോഹം കൊണ്ട് പൂശുന്നത് വിരോധാഭാസമായി തോന്നിയേക്കാം, പക്ഷേ അത് ഒരു ബുദ്ധിപരമായ, ഉദ്ദേശ്യ-നിഷ്ഠമായ തിരഞ്ഞെടുപ്പാണ്. മെറ്റലൈസേഷൻ സാധാരണയായി ഇനിപ്പറയുന്നവയിൽ ഒന്നോ അതിലധികമോ പ്രാപ്തമാക്കുന്നു:

(എ) വൈദ്യുതകാന്തിക ഇടപെടൽ (EMI) ഷീൽഡിംഗ്
പല ഇലക്ട്രോണിക്, ഒപ്‌റ്റോഇലക്‌ട്രോണിക് സിസ്റ്റങ്ങളിലും, സെൻസിറ്റീവ് സെൻസറുകളും (ഉദാ. CCD/CMOS) ലേസറുകളും ബാഹ്യ EMI-ക്ക് ഇരയാകാൻ സാധ്യതയുണ്ട് - കൂടാതെ അവ സ്വയം ഇടപെടൽ പുറപ്പെടുവിക്കുകയും ചെയ്യും. വിൻഡോയിലെ തുടർച്ചയായ, ചാലക ലോഹ പാളി ഒരു പോലെ പ്രവർത്തിക്കുംഫാരഡെ കൂട്ടിൽ, അനാവശ്യമായ RF/EM ഫീൽഡുകൾ തടയുമ്പോൾ പ്രകാശം കടത്തിവിടുന്നു, അതുവഴി ഉപകരണ പ്രകടനം സ്ഥിരപ്പെടുത്തുന്നു.

(ബി) വൈദ്യുത കണക്ഷനും ഗ്രൗണ്ടിംഗും
മെറ്റലൈസ് ചെയ്ത പാളി ചാലകമാണ്. അതിലേക്ക് ഒരു ലീഡ് സോൾഡറിംഗ് ചെയ്തുകൊണ്ടോ ഒരു ലോഹ ഭവനവുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചോ, വിൻഡോയുടെ ഉൾവശത്ത് ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഘടകങ്ങൾക്കായി (ഉദാ: ഹീറ്ററുകൾ, താപനില സെൻസറുകൾ, ഇലക്ട്രോഡുകൾ) നിങ്ങൾക്ക് വൈദ്യുത പാതകൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും അല്ലെങ്കിൽ സ്റ്റാറ്റിക് ഇല്ലാതാക്കാനും ഷീൽഡിംഗ് വർദ്ധിപ്പിക്കാനും വിൻഡോ നിലത്ത് ബന്ധിക്കാം.

(സി) ഹെർമെറ്റിക് സീലിംഗ്
ഇതൊരു മൂലക്കല്ല് ഉപയോഗ സാഹചര്യമാണ്. ഉയർന്ന വാക്വം അല്ലെങ്കിൽ നിഷ്ക്രിയ അന്തരീക്ഷം ആവശ്യമുള്ള ഉപകരണങ്ങളിൽ (ഉദാ: ലേസർ ട്യൂബുകൾ, ഫോട്ടോമൾട്ടിപ്ലയർ ട്യൂബുകൾ, എയ്‌റോസ്‌പേസ് സെൻസറുകൾ), വിൻഡോ ഒരു ലോഹ പാക്കേജുമായി യോജിപ്പിക്കണം, അതിൽസ്ഥിരമായ, വളരെ വിശ്വസനീയമായ മുദ്ര. ഉപയോഗിക്കുന്നുബ്രേസിംഗ്, പശ ബോണ്ടിംഗിനേക്കാൾ മികച്ച ഹെർമെറ്റിസിറ്റി കൈവരിക്കുന്നതിനായി, വിൻഡോയുടെ മെറ്റലൈസ് ചെയ്ത റിം മെറ്റൽ ഹൗസിംഗുമായി യോജിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, ഇത് ദീർഘകാല പാരിസ്ഥിതിക സ്ഥിരത ഉറപ്പാക്കുന്നു.

(d) അപ്പേർച്ചറുകളും മാസ്കുകളും
മെറ്റലൈസേഷൻ മുഴുവൻ ഉപരിതലവും മൂടേണ്ടതില്ല; അത് പാറ്റേൺ ചെയ്യാൻ കഴിയും. ഒരു തയ്യാർ ചെയ്ത ലോഹ മാസ്ക് (ഉദാ: വൃത്താകൃതി അല്ലെങ്കിൽ ചതുരം) നിക്ഷേപിക്കുന്നത് കൃത്യമായി നിർവചിക്കുന്നുക്ലിയർ അപ്പർച്ചർ, വഴിതെറ്റിയ വെളിച്ചത്തെ തടയുകയും SNR ഉം ഇമേജ് ഗുണനിലവാരവും മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു.

മെറ്റലൈസ് ചെയ്ത വിൻഡോകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നിടത്ത്

ഈ കഴിവുകൾ കാരണം, പരിസ്ഥിതികൾ ആവശ്യപ്പെടുന്നിടത്തെല്ലാം മെറ്റലൈസ് ചെയ്ത വിൻഡോകൾ വ്യാപകമായി വിന്യസിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു:

• പ്രതിരോധവും ബഹിരാകാശവും:മിസൈൽ സീക്കറുകൾ, സാറ്റലൈറ്റ് പേലോഡുകൾ, എയർബോൺ ഐആർ സിസ്റ്റങ്ങൾ - വൈബ്രേഷൻ, താപ തീവ്രത, ശക്തമായ ഇഎംഐ എന്നിവ മാനദണ്ഡമായ ഇവിടെ. മെറ്റലൈസേഷൻ സംരക്ഷണം, സീലിംഗ്, ഷീൽഡിംഗ് എന്നിവ നൽകുന്നു.

• ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള വ്യാവസായിക & ഗവേഷണം:ഉയർന്ന ശക്തിയുള്ള ലേസറുകൾ, കണികാ ഡിറ്റക്ടറുകൾ, വാക്വം വ്യൂപോർട്ടുകൾ, ക്രയോസ്റ്റാറ്റുകൾ - ശക്തമായ വാക്വം സമഗ്രത, റേഡിയേഷൻ ടോളറൻസ്, വിശ്വസനീയമായ ഇലക്ട്രിക്കൽ ഇന്റർഫേസുകൾ എന്നിവ ആവശ്യമുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ.

• മെഡിക്കൽ & ലൈഫ് സയൻസസ്:ബീം പുറത്തേക്ക് വിടുമ്പോൾ ലേസർ അറ അടയ്ക്കേണ്ട സംയോജിത ലേസറുകൾ (ഉദാ: ഫ്ലോ സൈറ്റോമീറ്ററുകൾ) ഉള്ള ഉപകരണങ്ങൾ.

• ആശയവിനിമയവും സെൻസിംഗും:സിഗ്നൽ പരിശുദ്ധിക്കായി EMI ഷീൽഡിംഗ് പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്ന ഫൈബർ-ഒപ്റ്റിക് മൊഡ്യൂളുകളും ഗ്യാസ് സെൻസറുകളും.

പ്രധാന സവിശേഷതകളും തിരഞ്ഞെടുക്കൽ മാനദണ്ഡങ്ങളും

മെറ്റലൈസ്ഡ് ഒപ്റ്റിക്കൽ വിൻഡോകൾ വ്യക്തമാക്കുമ്പോഴോ വിലയിരുത്തുമ്പോഴോ, ഇതിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുക:

1. അടിവസ്ത്ര മെറ്റീരിയൽ– ഒപ്റ്റിക്കൽ, ഫിസിക്കൽ പ്രകടനം നിർണ്ണയിക്കുന്നു:

• BK7/K9 ഗ്ലാസ്:സാമ്പത്തികം; ദൃശ്യമായതിന് അനുയോജ്യം.

• ഫ്യൂസ്ഡ് സിലിക്ക:UV യിൽ നിന്ന് NIR ലേക്കുള്ള ഉയർന്ന സംപ്രേഷണം; കുറഞ്ഞ CTE, മികച്ച സ്ഥിരത.

• നീലക്കല്ല്:വളരെ കാഠിന്യം കൂടിയ, പോറലുകളെ പ്രതിരോധിക്കുന്ന, ഉയർന്ന താപനിലയെ നേരിടാൻ കഴിവുള്ള; കഠിനമായ പരിതസ്ഥിതികളിൽ വിശാലമായ UV-മിഡ്-IR ഉപയോഗക്ഷമത.

• Si/Ge:പ്രാഥമികമായി IR ബാൻഡുകൾക്ക്.

2. ക്ലിയർ അപ്പർച്ചർ (CA)– ഒപ്റ്റിക്കൽ സ്പെക്കുകൾ പാലിക്കുമെന്ന് ഉറപ്പുനൽകുന്ന മേഖല. മെറ്റലൈസ് ചെയ്ത പ്രദേശങ്ങൾ സാധാരണയായി CA യ്ക്ക് പുറത്താണ് (കൂടാതെ അതിനേക്കാൾ വലുതും) സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നത്.

3. മെറ്റലൈസേഷൻ തരവും കനവും–

• Crപ്രകാശം തടയുന്ന അപ്പർച്ചറുകൾക്കും ഒരു അഡീഷൻ/ബ്രേസിംഗ് ബേസായും ഉപയോഗിക്കുന്നു.

• Auസോളിഡിംഗ്/ബ്രേസിംഗ് എന്നിവയ്ക്ക് ഉയർന്ന ചാലകതയും ഓക്സിഡേഷൻ പ്രതിരോധവും നൽകുന്നു.
  സാധാരണ കനം: പതിനായിരക്കണക്കിന് മുതൽ നൂറുകണക്കിന് നാനോമീറ്റർ വരെ, പ്രവർത്തനത്തിന് അനുയോജ്യം.

4. പകർച്ച– ടാർഗെറ്റ് ബാൻഡിനേക്കാൾ ശതമാനം ത്രൂപുട്ട് (λ₁–λ₂). ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള വിൻഡോകൾ കവിയാൻ സാധ്യതയുണ്ട്99%ഡിസൈൻ ബാൻഡിനുള്ളിൽ (ക്ലിയർ അപ്പർച്ചറിൽ ഉചിതമായ AR കോട്ടിംഗുകൾ ഉപയോഗിച്ച്).

5. ഹെർമെറ്റിസിറ്റി– ബ്രേസ് ചെയ്ത വിൻഡോകൾക്ക് ഇത് വളരെ പ്രധാനമാണ്; സാധാരണയായി ഹീലിയം ലീക്ക് ടെസ്റ്റിംഗ് വഴി പരിശോധിക്കപ്പെടുന്നു, കർശനമായ ചോർച്ച നിരക്കുകൾ ഉൾപ്പെടെ< 1 × 10⁻⁸ സിസി/സെ(എടിഎം ഹെ).

6. ബ്രേസിംഗ് അനുയോജ്യത– ലോഹ സ്റ്റാക്ക് നനവുള്ളതും തിരഞ്ഞെടുത്ത ഫില്ലറുകളുമായി (ഉദാ: AuSn, AgCu യൂടെക്റ്റിക്) നന്നായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതും താപ സൈക്ലിംഗിനെയും മെക്കാനിക്കൽ സമ്മർദ്ദത്തെയും ചെറുക്കുന്നതും ആയിരിക്കണം.

7. ഉപരിതല ഗുണനിലവാരം– സ്ക്രാച്ച്-ഡിഗ് (ഉദാ.60-40അല്ലെങ്കിൽ കൂടുതൽ മികച്ചത്); ചെറിയ സംഖ്യകൾ കുറവ്/ലഘുവായ വൈകല്യങ്ങളെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

8. ഉപരിതല രൂപം– ഫ്ലാറ്റ്‌നെസ് വ്യതിയാനം, സാധാരണയായി ഒരു നിശ്ചിത തരംഗദൈർഘ്യത്തിലുള്ള തരംഗങ്ങളിൽ വ്യക്തമാക്കിയിരിക്കുന്നു (ഉദാ.λ/4 (λ/4), λ/10 @ 632.8 nm); ചെറിയ മൂല്യങ്ങൾ മികച്ച പരന്നതയെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

താഴത്തെ വരി

മെറ്റലൈസ് ചെയ്ത ഒപ്റ്റിക്കൽ വിൻഡോകൾ ഇവയുടെ നെക്സസിൽ ഇരിക്കുന്നുഒപ്റ്റിക്കൽ പ്രകടനംഒപ്പംമെക്കാനിക്കൽ/ഇലക്ട്രിക്കൽ പ്രവർത്തനം. അവ കേവലം പ്രക്ഷേപണത്തിനപ്പുറം പ്രവർത്തിക്കുന്നു, സേവിക്കുന്നുസംരക്ഷണ തടസ്സങ്ങൾ, EMI ഷീൽഡുകൾ, ഹെർമെറ്റിക് ഇന്റർഫേസുകൾ, ഇലക്ട്രിക്കൽ ബ്രിഡ്ജുകൾ. ശരിയായ പരിഹാരം തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിന് ഒരു സിസ്റ്റം-ലെവൽ ട്രേഡ് പഠനം ആവശ്യമാണ്: നിങ്ങൾക്ക് കണ്ടക്ടിവിറ്റി ആവശ്യമുണ്ടോ? ബ്രേസ്ഡ് ഹെർമെറ്റിസിറ്റി? ഓപ്പറേറ്റിംഗ് ബാൻഡ് എന്താണ്? പാരിസ്ഥിതിക ലോഡുകൾ എത്രത്തോളം ഗുരുതരമാണ്? ഉത്തരങ്ങൾ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ്, മെറ്റലൈസേഷൻ സ്റ്റാക്ക്, പ്രോസസ്സിംഗ് റൂട്ട് എന്നിവയുടെ തിരഞ്ഞെടുപ്പിനെ നയിക്കുന്നു.

ഇത് കൃത്യമായി ഈ സംയോജനമാണ്സൂക്ഷ്മ-സ്കെയിൽ കൃത്യത(പതിനായിരക്കണക്കിന് നാനോമീറ്റർ എഞ്ചിനീയറിംഗ് മെറ്റൽ ഫിലിമുകൾ) കൂടാതെമാക്രോ-സ്കെയിൽ റോബസ്റ്റ്നെസ്(മർദ്ദ വ്യത്യാസങ്ങളും ക്രൂരമായ താപ വ്യതിയാനങ്ങളും വകവയ്ക്കാതെ) മെറ്റലൈസ് ചെയ്ത ഒപ്റ്റിക്കൽ വിൻഡോകളെ ഒഴിച്ചുകൂടാനാവാത്ത ഒന്നാക്കി മാറ്റുന്നു"സൂപ്പർ വിൻഡോ"—ലോലമായ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഡൊമെയ്‌നെ യഥാർത്ഥ ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും കഠിനമായ സാഹചര്യങ്ങളുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു.