Разработка теплового фильтра на основе вакуумных интерференционных покрытий
Изготовление тепловых интерференционных фильтров на основе слоев двуокиси гафния с показателем преломления n = 2,0 и двуокиси кремния с n = 1,45. Разработка фильтров с высоким пропусканием в видимой области спектра за счет использования слоев кремния.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | творческая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 30.11.2018 |
| Размер файла | 177,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Разработка теплового фильтра на основе вакуумных интерференционных покрытий
Во многих областях науки и техники широкий круг задач решается с помощью оптических покрытий. Функции оптических покрытий, используемых в оптическом приборостроении, постоянно усложняются и возрастают требования к их спектральным характеристикам [1]. В настоящей работе рассматриваются прозрачные тепловые фильтры, предназначенные для коррекции спектрального состава излучения ламповых источников [2]. Это осуществляется за счет высокой отражательной способности в инфракрасной (тепловой) области спектра (коэффициент отражения не менее 60%) и высокого пропускания в видимой области спектра (коэффициент пропускания не менее 85%). Интерференционные светофильтры отражают одну и пропускают другую область спектра падающего излучения благодаря явлению многолучевой интерференции в тонких диэлектрических пленках. Одним из простейших и наиболее распространенных классов многослойных покрытий являются двухкомпонентные диэлектрические зеркала, т.е. многослойные покрытия, образуемые чередующимися диэлектрическими слоями с высоким и низким показателями преломления и толщинами, равными или кратными четверти длины волны.
Такую систему можно представить в следующем виде:
тепловой интерференционный фильтр кремний
(ВН)m В, где
В-слой с высоким показателем преломления;
Н - слой с низким показателем преломления;
m - число слоёв.
В некоторых случаях две внешние пленки имеют половину оптической толщины других пленок. Это помогает уменьшить отражение в полосе пропускания. Нами за основу была взята структура фильтра (ВН)4 В 0,5Н, где
В-слой двуокиси гафния, оптической толщиной /4;
Н - слой двуокиси кремния, оптической толщиной /4;
0,5 Н - слой двуокиси кремния, оптической толщиной /8.
Спектральная зависимость такой системы дает полосу высокого пропускания в видимой области спектра и полосу отражения (R ? 65%) в ближней ИК-области спектра. На спектральных кривых пропускания экспериментальных образцов в области =400±20 нм появляется полоса отражения с коэффициентом R ? 30%. Анализируя результаты изучения влияния рассогласования толщин слоёв покрытия, мы пришли к выводу, что при отклонениях в оптических толщинах от оптимальных величин возможны случаи получения высокого пропускания в широкой области.
Была разработана технология изготовления теплового интерференционного фильтра на основе слоев двуокиси гафния и двуокиси кремния. Фильтры в отличие от работы [2] наносились на вакуумной установке ВУ-2М методом электронно-лучевого напыления. Для получения воспроизводимых характеристик интерференционного покрытия поддерживались постоянными условия испарения, так как структура пленки и, следовательно, оптические характеристики в сильной степени зависят от давления в камере (остаточного вакуума) и темпа напыления.
Для пленок двуокиси гафния давление поддерживалось на уровне (1-2) 10-3 Па, скорость конденсации 25-30 нм/мин.
Для пленок двуокиси кремния давление должно быть не выше 10-3 Па, а скорость конденсации - на уровне 40-50 нм/мин.
Оценка скорости конденсации проводилась по времени нанесения слоя оптической толщиной /4. Режим работы испарителей подбирался экспериментально. Спектры пропускания опытных образцов напыляемых фильтров регистрировались на спектрофотометре СФ-2000.
Нами исследовались экспериментальные зависимости спектрального пропускания системы (ВН)4 В 0,5Н. Такая система имеет дополнительную полосу относительно низкого пропускания (до 40%) на длине волны =400±20 нм, что затрудняет решение поставленной задачи.
Анализ кривых спектрального пропускания нашей системы с отклонениями от оптимальных толщин разных слоев показал, что возможны случаи получения высокого пропускания в сравнительно широкой области спектра.
На рисунке приведена типичная кривая спектрального пропускания системы со слоями двуокиси кремния не равными /4. Как видно, введение таких слоев увеличивает пропускание в области длины волны =400 нм.
тепловой интерференционный фильтр кремний
Работа над оптимизацией электронно-лучевой технологии нанесения теплового фильтра продолжается. Для более эффективного подавления избыточного излучения ламповых источников в ближней ИК-области спектра 3 предполагается использовать систему из двух последовательно установленных интерференционных светофильтров данного типа.
Литература
1. И.С. Гайнутдинов, Е.А. Несмелов, И.Б. Хайбуллин «Интерференционные покрытия для оптического приборостроения», изд. «ФЭН», Казань, 2002.
2. А.И. Рымов, Ю.С. Семенов Малогабаритный имитатор солнечного излучения. Светотехника, 2000, №3, С. 6-8.
3. А.Г. Бедрин, А.П. Гурьев, В.М. Громовенко, В.Г. Докучаев «Формирование двухпикового режима светового импульса широкоформатной ламповой панели», труды VIII международной конференции «Прикладная оптика», 2010 г.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Исследование оптических характеристик интерференционных покрытий. Физика распространения электромагнитных волн оптического диапазона в диэлектриках. Интерференция электромагнитных волн в слоистых средах. Методики нанесения вакуумно-плазменных покрытий.
дипломная работа [6,1 M], добавлен 27.06.2014Перспективы методов контроля оптической толщины покрытий различного функционального назначения. Контроль толщины оптических покрытий на основе тугоплавких оксидов формируемых методом электронно-лучевого синтеза. Расчёт интерференционных покрытий.
дипломная работа [2,7 M], добавлен 18.03.2015Понятие электрического фильтра. Выбор варианта фильтров в соответствии с требованиями. Моделирования фильтра в среде Еlektronics Workbench. Разработка и расчет фильтра высоких частот Чебышева. Разработка и расчет полосового фильтра Баттерворта.
курсовая работа [573,1 K], добавлен 15.07.2008Изучение свойств карбида кремния. Понятие омического контакта. Разработка и оптимизация технологии воспроизводимого получения омических контактов к карбиду кремния n- и р-типа проводимости на основе выявления факторов, влияющих на его формирование.
курсовая работа [165,7 K], добавлен 10.05.2014Исследование особенностей технологических путей создания микрорельефа на фронтальной поверхности солнечных элементов на основе монокристаллического кремния. Основные фотоэлектрические параметры полученных структур, их анализ и направления изучения.
статья [114,6 K], добавлен 22.06.2015Постановка задачи синтеза электрического фильтра. Реализация схемы фильтра низких частот. Аппроксимация частотной характеристики рабочего ослабления фильтра. Расчет спектра последовательности прямоугольных импульсов на входе и на выходе фильтра.
курсовая работа [597,8 K], добавлен 02.06.2015Значение и использование монокристаллического кремния при производстве солнечных элементов повышенной эффективности. Природа и механизм возникновения дефектов для пар железо-бор в составе элементов при различных условиях эксплуатации и освещения.
реферат [104,0 K], добавлен 23.10.2012Фильтрация сигналов на фоне помех в современной радиотехнике. Понятие электрического фильтра как цепи, обладающей избирательностью реакции на внешнее воздействие. Классификация фильтров по типу частотных характеристик. Этапы проектирования фильтра.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 23.01.2010Физические основы и принцип действия широкополосных фильтров. Метод расчета цепочных фильтров. Пример расчета фильтра нижних частот на заданные параметры. Построение полной характеристики затухания фильтра нижних частот. Расчет промежуточного полузвена.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 21.01.2011Энергетическая зонная структура и абсолютный минимум зоны проводимости у кремния. Измерение спектра собственного поглощения образца кремния с помощью электронно-вычислительного комплекса СДЛ-2. Оценка ширины запрещенной зоны исследуемого полупроводника.
курсовая работа [376,2 K], добавлен 08.06.2011Зависимость показателя преломления газов от их плотности. Устройство интерферометра, основанного на дифракции Фраунгофера на двух щелях. Измерение показателя преломления газов помощью интерферометра Рэлея, наблюдение интерференционных полос в белом свете.
лабораторная работа [594,8 K], добавлен 02.03.2011Получение поликристаллического кремния. Методы получения газовых соединений Si, поликристаллических кремния из моносилана SiH4. Восстановление очищенного трихлорсилана. Установка для выращивания монокристаллического кремния. Мировой рынок поликремния.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 14.12.2011Расчет показателей преломления и дисперсии при заданных составах стекла. Показатель преломления и средняя дисперсия. Коэффициенты для перехода от массовых единиц к объемным долям. Зависимость показателя преломления от содержания в стекле диоксида кремния.
контрольная работа [524,4 K], добавлен 05.12.2013Получение и люминесцентные свойства легированного эрбием монокристаллического кремния. Влияние дефектов и примесей на интенсивность сигнала фотолюминесценции ионно-имплантированных слоев. Безизлучательная передача возбуждений между оптическими центрами.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 06.01.2016Принцип работы и особенности использования светофильтров, их назначение и основные функции. Методика выделения узкой части спектра при помощи комбинации фильтров Шотта. Порядок выделения одной или нескольких линий их спектра, различных цветов и оттенков.
реферат [247,0 K], добавлен 28.09.2009Понятие и виды волноводных фильтров (ВДФ). Способы включения резонаторов в цепочку. Сущность, расчет и задачи синтеза ВДФ. Пример расчета полосно-пропускающего фильтра. Волноводно-микрополосковый переход. Критерий качества полосно-пропускающих фильтров.
дипломная работа [319,4 K], добавлен 15.07.2010Проектирование схемы фильтра. Частотное преобразование фильтром прототипа нижних частот. Определение передаточной функции фильтра. Характеристики ослабления проектируемого фильтра. Расчет параметров элементов звеньев методом уравнивания коэффициентов.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 31.05.2012Проектирование схем LC-фильтра, ARC-фильтра, амплитудного корректора, расчет номинальных значений их параметров. Расчет характеристики ослабления проектируемых фильтров. Проверка заданной точности коррекции и других функций амплитудного корректора.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 27.02.2013Особенности частичного насыщения поверхностных атомов кремния метильными группами и методов моделирования кластера минимального размера. Иммобилизация метильных групп на поверхность димеризованного гидрогенизированного кластера в различных соотношениях.
доклад [1,1 M], добавлен 26.01.2011Сведения о простейших электрических фильтрах. Комплексный коэффициент передачи, частотные характеристики фильтра нижних частот. АЧХ и ФЧХ фильтра верхних частот и полосового фильтра. Расчет величин конденсаторов и сопротивлений при заданной частоте среза.
лабораторная работа [176,2 K], добавлен 22.10.2012
