آپٹیکل سسٹم میں ، کوٹنگ کی کارکردگی ، خاص طور پر اس کی ترسیل ، ایک بنیادی اشارے ہے جو نظام کے امیجنگ معیار ، توانائی کی کارکردگی ، اور سگنل - سے - شور تناسب کا تعین کرتا ہے۔ چاہے یہ اینٹی - عکاسی کی کوٹنگ ، ایک اعلی - عکاسی کوٹنگ ، یا فلٹر ہو ، ٹرانسمیشن میں کسی بھی غیر متوقع تبدیلی سے نظام کی کارکردگی میں نمایاں کمی واقع ہوسکتی ہے۔ یہ مضمون آپٹیکل کوٹنگز کی ترسیل کو متاثر کرنے والے تین بنیادی عوامل کو تلاش کرے گا: فلمی مادے کی خصوصیات ، کوٹنگ کے عمل ، اور فلمی نظام کے ڈیزائن ، جو پیرامیٹر کے تفصیلی اعداد و شمار اور ان کے اثرات کی وسعت کا تجزیہ کرتے ہیں۔
آپٹیکل کوٹنگ ٹرانسمیٹینس سے مواد ، عمل سے ڈیزائن کرنے کے عمل کا تجزیہ کرنا
I. فلمی مادی خصوصیات: ٹرانسمیشن کا موروثی فیصلہ کن
فلمی مواد کی آپٹیکل مستقل اس کی ترسیل کے لئے بنیادی حیثیت رکھتی ہے۔ ان آپٹیکل مستقل طور پر اضطراری اشاریہ (این) اور معدومیت کے گتانک (کے) شامل ہیں۔
1. معدومیت کا گتانک (کے) - جذب کے نقصان کا براہ راست ذریعہ
معدومیت کے گتانک K روشنی کو جذب کرنے کی مادی صلاحیت کی خصوصیت رکھتے ہیں۔ مثالی طور پر ، کوٹنگ میٹریل کی K کی قیمت 0 ہونی چاہئے ، لیکن حقیقت میں ، تمام مادے مخصوص طول موج کے بینڈوں میں جذب کی نمائش کرتے ہیں۔
اثر و رسوخ کا طریقہ کار: جب روشنی فلمی پرت سے گزرتی ہے تو ، جذب ہونے کی وجہ سے اس کی شدت تیزی سے ختم ہوجاتی ہے۔ جذب کے نقصان `a∝4πk/λ` (جہاں λ طول موج ہے) کا مطلب یہ ہے کہ مختصر - طول موج کے خطے (جیسے الٹرا وایلیٹ) میں ، جذب ایک چھوٹی سی قیمت کے باوجود بھی اہم ہوسکتا ہے۔
کلیدی پیرامیٹرز اور مثالیں:
Ultraviolet Band: Titanium dioxide (TiO₂), a commonly used high-refractive-index material, is nearly transparent in the visible light region with k < 10⁻⁴. However, when the wavelength enters the near-ultraviolet region below 380nm, its k value rises sharply to 10⁻³ or even higher. This can cause the transmittance of the ultraviolet antireflective coating to decrease from the designed >فلمی نظام کی پیچیدگی اور الٹرا وایلیٹ طول موج پر منحصر ہے ، 99.5 ٪ سے 95 ٪ -98 ٪۔
Infrared Band: Silica (SiO), a commonly used material, has slight absorption in the near-infrared (k ~ 10⁻³ to 10⁻⁴), but absorption is significantly enhanced in the mid-to-far-infrared (>3μm). غلط طریقے سے اسے وسط - اورکت بینڈ میں استعمال کرنا 5 ٪ -15 ٪ یا اس سے بھی زیادہ کی ترسیل کے نقصان کا سبب بن سکتا ہے۔
دھاتی فلمی مواد ، جیسے کرومیم (سی آر) اور نکل (نی) ، بہت زیادہ K - اقدار رکھتے ہیں اور خاص طور پر غیر جانبدار کثافت کے فلٹرز (این ڈی فلٹرز) کو گھڑنے کے لئے استعمال ہوتے ہیں۔ فلم کی موٹائی ، جیسے OD1.0 (10 ٪ ٹرانسمیٹینس) یا OD2.0 (1 ٪ ٹرانسمیٹینس) کے عین مطابق کنٹرول کے ذریعے مخصوص ٹرانسمیٹینس ایٹینیشن حاصل کی جاتی ہے۔
نتیجہ: ہدف طول موج بینڈ کے اندر سب سے کم ممکنہ K - کی قیمت کے ساتھ فلمی مواد کا انتخاب اعلی ترسیل کے حصول کے لئے ایک شرط ہے۔ مادی سپلائرز کے ذریعہ فراہم کردہ N&K ڈیٹا شیٹس ڈیزائن کے عمل کے دوران اہم حوالہ جات ہیں۔
آپٹیکل کوٹنگ ٹرانسمیٹینس کا تجزیہ
2. مادی طہارت اور بکھرنے والا نقصان
فلمی مواد میں نجاست ، غیر - اسٹوچومیومیٹرک تناسب ، یا امورفوس/پولی کرسٹل لائن ڈھانچے سب بکھرنے کا سبب بن سکتے ہیں ، اس طرح ترسیل کو کم کیا جاسکتا ہے۔
اثر و رسوخ کا طریقہ کار: نجاست یا اناج کی حدود بکھرنے والے مراکز کے طور پر کام کرتی ہیں ، اور واقعہ کی روشنی کو اس کی اصل سمت سے دور کرتی ہے ، جس کے نتیجے میں توانائی کا نقصان ہوتا ہے۔
کلیدی پیرامیٹرز اور مثالیں:
آکسائڈ مواد: تاؤ ₅ اور nb₂o₅ جیسے مواد ، اگر آکسیجن کا جزوی دباؤ جمع کے دوران ناکافی ہے تو ، سب آکسائڈس (جیسے تاؤ ₂) تشکیل پائے گا۔ ان سب آکسائڈس میں عام طور پر زیادہ K - اقدار ہوتے ہیں ، جس سے جذب اور بکھرنے دونوں میں اضافہ ہوتا ہے۔ یہ نان - مثالی اسٹوچومیٹری ایک واحد - پرت فلم کی ترسیل کو 0.2 ٪ -0.5 ٪ (نظریاتی قدر کے مطابق) کم کر سکتی ہے۔
کرسٹاللائزیشن کے مسائل: کچھ مواد (جیسے TIO₂) آسانی سے ایک بے ساختہ حالت سے جمع ہونے کے دوران یا اس کے بعد ایک پولی کرسٹل لائن میں تبدیل ہوجاتے ہیں ، جس کے نتیجے میں اناج کی حدود میں مضبوط بکھر جاتا ہے۔ اورکت بینڈ میں ، موٹی فلموں کے لئے ، کرسٹاللائزیشن کی وجہ سے بکھرنے سے ٹرانسمیشن کو 1 ٪ -3 ٪ کم کیا جاسکتا ہے۔ لہذا ، Sio₂ یا al₂o₃ اکثر کرسٹاللائزیشن کو دبانے کے لئے ڈوپ کیا جاتا ہے۔
آپٹیکل کوٹنگ ٹرانسمیٹینس
ii. کوٹنگ کا عمل: نظریہ سے حقیقت تک ایک پل
یہاں تک کہ ایک کامل فلمی نظام کے ڈیزائن اور مثالی فلمی مواد کے باوجود ، عمل کے پیرامیٹرز میں اتار چڑھاو براہ راست نقل و حمل کو "آلودہ" کرسکتا ہے۔
1. فلم کی موٹائی کی غلطی
موٹائی فلمی نظام کے ڈیزائن کی روح ہے ، اور اس کی غلطی بنیادی عمل کا عنصر ہے جس کی وجہ سے ترسیلات کا انحصار ہوتا ہے۔
اثر و رسوخ کا طریقہ کار: موٹائی کی خرابی ہر فلمی پرت کی آپٹیکل موٹائی کو ڈیزائن ویلیو سے انحراف کرنے کا سبب بنتی ہے ، جس سے مداخلت کی صورتحال میں خلل پڑتا ہے۔
منظم غلطی: اگر تمام فلمی پرتیں بہت زیادہ موٹی یا بہت پتلی ہیں تو ، مجموعی طور پر ورنکرم وکر مختصر یا لمبی طول موج کی طرف "بہہ جاتا ہے"۔
بے ترتیب غلطی: ہر پرت کی موٹائی میں بے ترتیب انحرافات ورنکرم وکر کو مسخ کردیں گے ، چوٹی کی ترسیل کو کم کریں گے ، اور کٹ آف بینڈ کو خراب کردیں گے۔
اثر کا طول و عرض:
ایک عام v - کی شکل میں چار - پرت اینٹریفلیکٹیو کوٹنگ (آرکوٹنگ) کی شکل کے لئے ، مرکز کی طول موج میں موٹائی میں ± 1 ٪ کی منظم غلطی کی وجہ سے چوٹی کی ترسیل 99.8 ٪ سے 99.3 ٪ -99.5 ٪ سے گر سکتی ہے۔
ایک پیچیدہ تنگ بینڈ فلٹر کے لئے ، 1 ٪ موٹائی کی غلطی اپنی چوٹی کی ترسیل کو ڈیزائن کردہ 90 ٪ سے 85 ٪ یا اس سے بھی کم سے کم کر سکتی ہے ، جبکہ آدھی زیادہ سے زیادہ (FWHM) اور آئتاکارتا پر پوری چوڑائی کو بھی خراب کرتی ہے۔
2. انٹرفیس کھردری اور نقائص
اثر و رسوخ کا طریقہ کار: کسی نہ کسی طرح کے انٹرفیس ریلیگ بکھرنے کو راغب کرتے ہیں ، خاص طور پر مختصر - طول موج کی روشنی کو متاثر کرتے ہیں۔ فلم میں پن ہولز اور مائکرو کریکس براہ راست منتقل روشنی کے لئے "ٹریپ" بن سکتے ہیں۔
کلیدی پیرامیٹرز: انٹرفیس کی کھردری عام طور پر جڑ کے وسط مربع (RMS) قدر سے ماپا جاتا ہے۔ ایڈوانسڈ آئن بیم اسپٹرنگ (IBS) کے عمل 0.5 ینیم کے نیچے RMS کھردری کو کنٹرول کرسکتے ہیں ، جبکہ روایتی الیکٹران بیم بخارات (E - بیم) کے نتیجے میں 1-2 ینیم کی کھردری ہوسکتی ہے۔ کھردری میں ہر نانوومیٹر میں اضافہ تقریبا 0.1 ٪ -0.3 ٪ بکھرنے والے نقصان کا باعث بن سکتا ہے۔
مثال: اعلی - پاور لیزرز میں استعمال ہونے والی فلموں میں ، انٹرفیس کی خرابیاں اور جذب کرنے والی نجاست لیزر میں کمی کی بنیادی وجوہات ہیں - حوصلہ افزائی کی حد (LIDT) ، اور مائیکرو - کو عیبوں کے ارد گرد جذباتی طور پر پیدا کرتی ہیں۔
3. جمع درجہ حرارت اور پلازما امداد
اثر و رسوخ کا طریقہ کار: جمع کرنے کا درجہ حرارت فلم کے کثافت اور تناؤ کو متاثر کرتا ہے۔ ایک غیر محفوظ فلم میں درجہ حرارت بہت کم ہوتا ہے (جیسا کہ روایتی ای - بیم بخارات میں ہوتا ہے) ، جو پانی کے بخارات کو بڑھا سکتا ہے ، جس کی وجہ سے غیر مستحکم اضطراری اشاریہ اور بکھرنے کا سبب بنتا ہے۔ پلازما - معاون جمع (IAD ، IBS) اضافی توانائی مہیا کرسکتا ہے ، جس کے نتیجے میں ایک ڈینسر فلم بنتی ہے۔
Impact magnitude: An antireflective film deposited at 80°C, upon exposure to the atmosphere, will experience a redshift in the center wavelength due to water vapor adsorption, leading to a 0.5%-1% decrease in peak transmittance. In contrast, films prepared using IAD at an equivalent temperature >200 ڈگری بہترین ورنکرم استحکام کی نمائش کرتے ہیں ، پانی کے بخارات کی جذب کی وجہ سے نہ ہونے کے برابر ٹرانسمیٹینس میں تبدیلی (<0.1%).
آپٹیکل کوٹنگ
iii. فلم سسٹم ڈیزائن اور انٹرفیس مماثل
1. فلمی پرتوں اور مادی مماثلت کی تعداد
اثر و رسوخ کا طریقہ کار: فلم کی زیادہ پرتیں ، جتنی پیچیدہ ورنکرم شکل نظریاتی طور پر حاصل کی جاسکتی ہیں۔ تاہم ، تہوں کی تعداد میں اضافے کا مطلب یہ بھی ہے کہ کل جذب اور بکھرنے والے نقصانات کا جمع ہونا ، نیز انٹرفیس کی تعداد میں اضافہ۔
مثال کے طور پر: ایک اچھی طرح سے - ڈیزائن کردہ 25 پرتوں کا بینڈ پاس فلٹر 85 ٪ کی چوٹی کی ترسیل کو حاصل کرسکتا ہے۔ تاہم ، اگر ڈیزائن نامناسب ہے تو ، مادی امتزاج ناقص ہے (جیسے ، انٹرفیس کے مسائل کا باعث بننے والے اعلی/کم اضطراب انگیز انڈیکس مواد کے مابین تناؤ سے مماثلت) ، یا معمولی جذب والا مواد استعمال کیا جاتا ہے ، چوٹی کی ترسیل صرف 70 ٪ کے لگ بھگ تک پہنچ سکتی ہے۔ ہر اضافی انٹرفیس بکھرنے اور عکاسی کے نقصانات کا امکان بڑھاتا ہے۔
2. اضطراب انگیز انڈیکس میلان اور انٹرفیس بازی
ملٹی لیئر فلموں میں ، ملحقہ پرتوں کے مابین ہلکا سا تعی .ن ہوسکتا ہے ، جس سے آہستہ آہستہ تبدیل ہونے والی اضطراری انڈیکس منتقلی کی پرت تشکیل دی جاتی ہے ، بجائے اس کے کہ وہ مثالی کھڑی انٹرفیس کے بجائے۔
اثر و رسوخ کا طریقہ کار: یہ تدریجی پرت فلمی نظام کی مساوی آپٹیکل موٹائی کو قدرے تبدیل کرتی ہے ، خاص طور پر عین مطابق انٹرفیومیٹری پر مبنی تنگ بینڈ فلٹرز کو نمایاں طور پر متاثر کرتی ہے۔
اثر و رسوخ کا طول و عرض: الٹرا - تنگ بینڈ فلٹر (FWHM <1nm) کے لئے ، یہاں تک کہ 1-2nm انٹرفیس بازی کی پرت بھی اس کی چوٹی کی ترسیل کو 2 ٪ -5 ٪ کم کرسکتی ہے اور اس کے پاس بینڈ کی شکل کو متاثر کرسکتی ہے۔
خلاصہ اور سفارشات
آپٹیکل ملعمع کاری کا ترسیل مواد ، عمل اور ڈیزائن کے مابین عین مطابق تعاون کا نتیجہ ہے۔ اس سلسلہ میں کسی بھی لنک کو نظرانداز کرنے سے کارکردگی کا انحطاط پیدا ہوگا۔
اعلی ترین ترسیل کے حصول کے لئے ، صنعت کے پیشہ ور افراد کو چاہئے:
1. احتیاط سے فلمی مواد کو منتخب کریں: آپریٹنگ طول موج کی حد میں ان کے N&K کے اعداد و شمار کی سختی سے جانچ پڑتال کریں ، کم K - اقدار اور اچھی استحکام کے ساتھ مواد کو ترجیح دیں۔
2. عمل کو بہتر بنائیں: فلم کی موٹائی اور انٹرفیس کو عین مطابق کنٹرول کرنے کے لئے اعلی درجے کی جمع کرنے کی تکنیک (جیسے IBS) کو استعمال کریں ، جس سے گھنے اور ہموار فلمی پرت کو یقینی بنایا جاسکے۔
3. باہمی تعاون کے ساتھ ڈیزائن: فلمی نظام کے ڈیزائن کے مرحلے کے دوران عمل کی صلاحیتوں (جیسے متوقع موٹائی کی غلطیوں اور انٹرفیس کھردری) پر جامع طور پر غور کریں ، رواداری کا تجزیہ اور اصلاح کے ڈیزائن کا انعقاد کریں تاکہ فلمی نظام کو معمولی عمل کے اتار چڑھاو سے غیر حساس بنایا جاسکے۔
اس منظم ، گہری تفہیم - پر مبنی باہمی تعاون پر مبنی کنٹرول کے ذریعے ، اعلی - نظریاتی حدود تک پہنچنے والی کارکردگی آپٹیکل پتلی فلمیں مستحکم طور پر تیار کی جاسکتی ہیں۔
