મેટલાઇઝ્ડ ઓપ્ટિકલ વિન્ડોઝ: પ્રિસિઝન ઓપ્ટિક્સમાં અનસંગ સક્ષમકર્તાઓ

ચોકસાઇ ઓપ્ટિક્સ અને ઓપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક સિસ્ટમ્સમાં, વિવિધ ઘટકો દરેક એક ચોક્કસ ભૂમિકા ભજવે છે, જટિલ કાર્યો પૂર્ણ કરવા માટે સાથે મળીને કામ કરે છે. કારણ કે આ ઘટકો અલગ અલગ રીતે બનાવવામાં આવે છે, તેમની સપાટીની સારવાર પણ અલગ અલગ હોય છે. વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતા તત્વોમાં,ઓપ્ટિકલ વિન્ડોઝઘણા પ્રક્રિયા પ્રકારોમાં આવે છે. એક સરળ છતાં મહત્વપૂર્ણ ઉપગણ એ છે કેમેટલાઇઝ્ડ ઓપ્ટિકલ વિન્ડો—માત્ર ઓપ્ટિકલ પાથનો "દ્વારપાલ" જ નહીં, પણ એક સાચોસક્ષમ કરનારસિસ્ટમ કાર્યક્ષમતા. ચાલો નજીકથી નજર કરીએ.

મેટલાઇઝ્ડ ઓપ્ટિકલ વિન્ડો શું છે - અને તેને મેટલાઇઝ શા માટે કરવું?

૧) વ્યાખ્યા

સરળ શબ્દોમાં કહીએ તો, એમેટલાઇઝ્ડ ઓપ્ટિકલ વિન્ડોએક ઓપ્ટિકલ ઘટક છે જેના સબસ્ટ્રેટમાં - સામાન્ય રીતે કાચ, ફ્યુઝ્ડ સિલિકા, નીલમ, વગેરે - ધાતુનો પાતળો પડ (અથવા બહુસ્તરીય) હોય છે (દા.ત., Cr, Au, Ag, Al, Ni) તેની ધાર પર અથવા નિયુક્ત સપાટી વિસ્તારોમાં બાષ્પીભવન અથવા સ્પટરિંગ જેવી ઉચ્ચ-ચોકસાઇ વેક્યુમ પ્રક્રિયાઓ દ્વારા જમા થાય છે.

વ્યાપક ફિલ્ટરિંગ વર્ગીકરણમાંથી, મેટલાઇઝ્ડ બારીઓ છેનથીપરંપરાગત "ઓપ્ટિકલ ફિલ્ટર્સ". ક્લાસિક ફિલ્ટર્સ (દા.ત., બેન્ડપાસ, લોંગ-પાસ) ચોક્કસ સ્પેક્ટ્રલ બેન્ડ્સને પસંદગીયુક્ત રીતે ટ્રાન્સમિટ કરવા અથવા પ્રતિબિંબિત કરવા માટે રચાયેલ છે, જે પ્રકાશના સ્પેક્ટ્રમમાં ફેરફાર કરે છે.ઓપ્ટિકલ વિન્ડોતેનાથી વિપરીત, મુખ્યત્વે રક્ષણાત્મક છે. તેને જાળવી રાખવું જોઈએઉચ્ચ ટ્રાન્સમિશનપૂરી પાડતી વખતે વિશાળ બેન્ડ (દા.ત., VIS, IR, અથવા UV) પરપર્યાવરણીય અલગતા અને સીલિંગ.

વધુ સ્પષ્ટ રીતે, મેટલાઇઝ્ડ વિન્ડો એ છેવિશિષ્ટ પેટા વર્ગઓપ્ટિકલ વિન્ડોની વિશિષ્ટતા.ધાતુકરણ, જે સામાન્ય વિન્ડો આપી શકતી નથી તેવા કાર્યો આપે છે.

૨) મેટલાઇઝેશન શા માટે? મુખ્ય હેતુઓ અને ફાયદા

સામાન્ય રીતે પારદર્શક ઘટકને અપારદર્શક ધાતુથી કોટિંગ કરવું એ વિરોધાભાસી લાગે છે, પરંતુ તે એક સ્માર્ટ, હેતુ-સંચાલિત પસંદગી છે. ધાતુકરણ સામાન્ય રીતે નીચેનામાંથી એક અથવા વધુને સક્ષમ કરે છે:

(a) ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ટરફિયરન્સ (EMI) શિલ્ડિંગ
ઘણી ઇલેક્ટ્રોનિક અને ઓપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક સિસ્ટમોમાં, સંવેદનશીલ સેન્સર (દા.ત., CCD/CMOS) અને લેસરો બાહ્ય EMI માટે સંવેદનશીલ હોય છે - અને પોતે પણ દખલગીરી ઉત્સર્જિત કરી શકે છે. બારી પર એક સતત, વાહક ધાતુનું સ્તર એક તરીકે કાર્ય કરી શકે છેફેરાડે પાંજરા, અનિચ્છનીય RF/EM ક્ષેત્રોને અવરોધિત કરતી વખતે પ્રકાશને પસાર થવા દે છે, જેનાથી ઉપકરણની કામગીરી સ્થિર થાય છે.

(b) વિદ્યુત જોડાણ અને ગ્રાઉન્ડિંગ
ધાતુયુક્ત સ્તર વાહક છે. તેમાં લીડ સોલ્ડર કરીને અથવા તેને ધાતુના કેસીંગ સાથે જોડીને, તમે બારીની અંદરની બાજુએ લગાવેલા તત્વો (દા.ત., હીટર, તાપમાન સેન્સર, ઇલેક્ટ્રોડ) માટે વિદ્યુત માર્ગો બનાવી શકો છો અથવા સ્થિરતાને દૂર કરવા અને શિલ્ડિંગને વધારવા માટે બારીને જમીન સાથે બાંધી શકો છો.

(c) હર્મેટિક સીલિંગ
આ એક મુખ્ય ઉપયોગ કેસ છે. એવા ઉપકરણોમાં જેને ઉચ્ચ શૂન્યાવકાશ અથવા નિષ્ક્રિય વાતાવરણની જરૂર હોય છે (દા.ત., લેસર ટ્યુબ, ફોટોમલ્ટિપ્લાયર ટ્યુબ, એરોસ્પેસ સેન્સર), બારીને મેટલ પેકેજ સાથે જોડવી આવશ્યક છે જેમાંકાયમી, અતિ-વિશ્વસનીય સીલ. ઉપયોગ કરીનેબ્રેઝિંગ, બારીની ધાતુકૃત કિનારને મેટલ હાઉસિંગ સાથે જોડવામાં આવે છે જેથી એડહેસિવ બોન્ડિંગ કરતાં વધુ સારી હર્મેટીસીટી પ્રાપ્ત થાય, જે લાંબા ગાળાની પર્યાવરણીય સ્થિરતા સુનિશ્ચિત કરે છે.

(d) બાકોરું અને માસ્ક
ધાતુકરણ માટે સમગ્ર સપાટીને આવરી લેવાની જરૂર નથી; તેને પેટર્ન આપી શકાય છે. એક ટેઇલર્ડ મેટલ માસ્ક (દા.ત., ગોળાકાર અથવા ચોરસ) જમા કરવાથી ચોક્કસ રીતે વ્યાખ્યાયિત થાય છેસ્પષ્ટ છિદ્ર, છૂટાછવાયા પ્રકાશને અવરોધે છે, અને SNR અને છબી ગુણવત્તા સુધારે છે.

જ્યાં મેટલાઇઝ્ડ બારીઓનો ઉપયોગ થાય છે

આ ક્ષમતાઓને કારણે, જ્યાં પણ વાતાવરણની માંગ હોય ત્યાં મેટલાઇઝ્ડ બારીઓ વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે:

• સંરક્ષણ અને અવકાશ:મિસાઇલ સીકર્સ, સેટેલાઇટ પેલોડ્સ, એરબોર્ન IR સિસ્ટમ્સ - જ્યાં કંપન, થર્મલ ચરમસીમા અને મજબૂત EMI સામાન્ય છે. મેટલાઇઝેશન રક્ષણ, સીલિંગ અને શિલ્ડિંગ લાવે છે.

• ઉચ્ચ કક્ષાના ઔદ્યોગિક અને સંશોધન:હાઇ-પાવર લેસરો, પાર્ટિકલ ડિટેક્ટર, વેક્યુમ વ્યૂપોર્ટ્સ, ક્રાયોસ્ટેટ્સ - એવી એપ્લિકેશનો જે મજબૂત વેક્યુમ અખંડિતતા, રેડિયેશન સહિષ્ણુતા અને વિશ્વસનીય વિદ્યુત ઇન્ટરફેસની માંગ કરે છે.

• તબીબી અને જીવન વિજ્ઞાન:સંકલિત લેસર (દા.ત., ફ્લો સાયટોમીટર) ધરાવતા ઉપકરણો જે બીમને બહાર કાઢતી વખતે લેસર પોલાણને સીલ કરે છે.

• સંદેશાવ્યવહાર અને સંવેદના:ફાઇબર-ઓપ્ટિક મોડ્યુલ્સ અને ગેસ સેન્સર જે સિગ્નલ શુદ્ધતા માટે EMI શિલ્ડિંગથી લાભ મેળવે છે.

મુખ્ય સ્પષ્ટીકરણો અને પસંદગીના માપદંડો

મેટલાઇઝ્ડ ઓપ્ટિકલ વિન્ડોઝનો ઉલ્લેખ કરતી વખતે અથવા તેનું મૂલ્યાંકન કરતી વખતે, આના પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરો:

1. સબસ્ટ્રેટ સામગ્રી- ઓપ્ટિકલ અને ભૌતિક કામગીરી નક્કી કરે છે:

• BK7/K9 ગ્લાસ:આર્થિક; દૃશ્યમાનને અનુકૂળ.

• ફ્યુઝ્ડ સિલિકા:યુવીથી એનઆઈઆર સુધી ઉચ્ચ ટ્રાન્સમિશન; ઓછી સીટીઈ અને ઉત્તમ સ્થિરતા.

• નીલમ:અત્યંત કઠણ, સ્ક્રેચ-પ્રતિરોધક, ઉચ્ચ તાપમાન સક્ષમ; કઠોર વાતાવરણમાં વ્યાપક UV-મધ્ય-IR ઉપયોગિતા.

• Si/Ge:મુખ્યત્વે IR બેન્ડ માટે.

2. સ્પષ્ટ છિદ્ર (CA)- આ પ્રદેશ ઓપ્ટિકલ સ્પેક્સને પૂર્ણ કરવાની ખાતરી આપે છે. ધાતુકૃત વિસ્તારો સામાન્ય રીતે CA ની બહાર (અને તેના કરતા મોટા) હોય છે.

3. ધાતુકરણનો પ્રકાર અને જાડાઈ–

• Crઘણીવાર પ્રકાશ-અવરોધિત છિદ્રો માટે અને સંલગ્નતા/બ્રેઝિંગ બેઝ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

• Auસોલ્ડરિંગ/બ્રેઝિંગ માટે ઉચ્ચ વાહકતા અને ઓક્સિડેશન પ્રતિકાર પૂરો પાડે છે.
  લાક્ષણિક જાડાઈ: દસથી સેંકડો નેનોમીટર, કાર્યને અનુરૂપ.

4. સંક્રમણ– લક્ષ્ય બેન્ડ (λ₁–λ₂) ઉપર ટકાવારી થ્રુપુટ. ઉચ્ચ-પ્રદર્શન વિન્ડો ઓળંગી શકે છે૯૯%ડિઝાઇન બેન્ડની અંદર (સ્પષ્ટ છિદ્ર પર યોગ્ય AR કોટિંગ્સ સાથે).

5. હર્મેટીસીટી- બ્રેઝ્ડ વિન્ડોઝ માટે મહત્વપૂર્ણ; સામાન્ય રીતે હિલીયમ લીક પરીક્ષણ દ્વારા ચકાસાયેલ, કડક લીક દરો જેમ કે< 1 × 10⁻⁸ સીસી/સેકન્ડ(એટીએમ તે).

6. બ્રેઝિંગ સુસંગતતા- ધાતુનો સ્ટેક ભીનો હોવો જોઈએ અને પસંદ કરેલા ફિલર્સ (દા.ત., AuSn, AgCu eutectic) સાથે સારી રીતે બંધાયેલો હોવો જોઈએ અને થર્મલ સાયકલિંગ અને યાંત્રિક તાણનો સામનો કરવો જોઈએ.

7. સપાટીની ગુણવત્તા- સ્ક્રેચ-ડિગ (દા.ત.,૬૦-૪૦અથવા વધુ સારું); નાની સંખ્યાઓ ઓછી/હળવી ખામીઓ દર્શાવે છે.

8. સપાટી આકૃતિ- સપાટતા વિચલન, સામાન્ય રીતે આપેલ તરંગલંબાઇ પર તરંગોમાં ઉલ્લેખિત (દા.ત.,λ/4, λ/10 @ 632.8 એનએમ); નાના મૂલ્યોનો અર્થ વધુ સારી સપાટતા થાય છે.

નીચે લીટી

મેટલાઇઝ્ડ ઓપ્ટિકલ વિન્ડોઝ ની સાથે જોડાયેલી છેઓપ્ટિકલ કામગીરીઅનેયાંત્રિક/વિદ્યુત કાર્યક્ષમતા. તેઓ ફક્ત ટ્રાન્સમિશનથી આગળ વધે છે, સેવા આપે છેરક્ષણાત્મક અવરોધો, EMI કવચ, હર્મેટિક ઇન્ટરફેસ અને ઇલેક્ટ્રિકલ બ્રિજ. યોગ્ય ઉકેલ પસંદ કરવા માટે સિસ્ટમ-સ્તરનો વેપાર અભ્યાસ જરૂરી છે: શું તમને વાહકતાની જરૂર છે? બ્રેઝ્ડ હર્મેટીસીટી? ઓપરેટિંગ બેન્ડ શું છે? પર્યાવરણીય ભાર કેટલો ગંભીર છે? જવાબો સબસ્ટ્રેટ, મેટલાઇઝેશન સ્ટેક અને પ્રોસેસિંગ રૂટની પસંદગીને ચલાવે છે.

આ બરાબર આ મિશ્રણ છેસૂક્ષ્મ-સ્કેલ ચોકસાઇ(એન્જિનિયર્ડ મેટલ ફિલ્મોના દસ નેનોમીટર) અનેમેક્રો-સ્કેલ મજબૂતાઈ(દબાણના તફાવતો અને ક્રૂર થર્મલ સ્વિંગ છતાં) જે મેટલાઇઝ્ડ ઓપ્ટિકલ વિન્ડોઝને અનિવાર્ય બનાવે છે"સુપર વિન્ડો"—નાજુક ઓપ્ટિકલ ડોમેનને વાસ્તવિક દુનિયાની સૌથી કઠોર પરિસ્થિતિઓ સાથે જોડવું.