Gotarek ji bo Fêmkirinê: Çima Cama Chalcogenide Materyalê Sereke yê Bêguhêrbar e ji bo Fîlterên Optîkî yên Navîn-heta-Dûr-Infrared

Ji her endezyarekî optîkî yê înfrared bipirse ka pirsgirêka hilbijartina materyalê ya herî dijwar di bandên navîn-heta-dûr-înfrared de çi ye, û tu ê pir caran heman bersivê bistînî: dîtina materyalek ku di heman demê de di bandên navîn-heta-dûr-înfrared de pir zelal be, ji hêla mekanîkî ve têra xwe xurt be, û bikaribe di hawîrdorên xebitandinê yên cîhana rastîn de bijî - pir dijwar e.

Germanyûm baş e, lê biha ye û bi bendên sînorkirî ye. Krîstalên florîdê xwedî rêzek veguhestinê ya fireh in, lê ew pir hîgroskopîk in û dest bi helandinê dikin, tewra di şert û mercên hinekî şil de jî. Silîkon di navîn-infrared de bi awayekî maqûl performansê nîşan dide, lê veguhestina wê dest pê dike ku bi awayekî berbiçav ji 8μm derbas bibe û ji bo dirêjahiya pêlên dûr-infrared ne guncaw dibe.

Cama kalkojenîd yek ji çend çareseriyên sîstemîk e ji bo vê dilemaya hilbijartinê.

Cama Chalcogenide çi ye, û çima di frekansên navîn û dûr ên infrared de pir serketî ye?

Cama kalkojenîd materyalek cama amorf e ku bi giranî ji hêmanên Koma VI-an pêk tê - sulfur (S), selenyum (Se), û telluryum (Te). Pêkhatên tîpîk As–S, As–Se, Ge–Sb–Se, Ge–As–Se–Te, û formulasyonên din ên cûrbecûr hene.

Sedema bingehîn a veguhestina wê ya hêja di frekansa navîn û dûr a infrared de, enerjiya girêdana wê ya nisbeten kêm a girêdanên wê yên kîmyewî ye.

Veguhestina înfrared ji hêla frekansa qutkirina fononê ya materyalê ve tê destnîşankirin - frekansa lerizînê ya girêdanên kîmyewî yên di navbera atoman de sînorê vegirtinê ji bo ronahiya înfrared diyar dike. Enerjiya girêdana kêmtir û girseya atomî ya bilindtir dibin sedema frekansên fononê yên nizmtir, ku dihêle ku materyal dirêjahiya pêlên înfrared ên dirêjtir veguhezîne.

Elementên kalkojen girseyên atomî yên wan bilind in. Dema ku ew bi arsenîk, germanyûm û elementên din re girêdanên kîmyewî çêdikin, enerjiyên girêdanê kêm in, û frekansa qutkirina fononê dikare ji 10μm an jî dirêjtir dirêj bibe. Ev yek dihêle ku cama kalkojenîd veguhestina bilind li seranserê pencereya înfrared a pêla dirêj a 8-14μm û wêdetir biparêze. Berevajî vê, cama oksîdê ya wekî SiO₂ xwedî enerjiya girêdana Si-O ya bilind in, bi frekansên qutkirina fononê yên li dora 4-5μm, ku wan di înfrared a pêla dirêj de bi tevahî nezelal dike - ev tam sedema ku hûn bi wênekêşek germî nikarin tiştek bi cama asayî bibînin.

Formûlasyonên cûda yên cama kalkojenîd xwedî rêzên veguhestinê yên cûda ne. Sîstemên li ser bingeha sulfur (mînak, As₂S₃) pencereyeke veguhestinê ji nêzîkî 0.6μm heta 11μm heye. Sîstemên li ser bingeha selenyûmê (mînak, As₂Se₃) dikarin ji 15μm wêdetir dirêj bibin. Sîstemên li ser bingeha telluryûmê xwedî veguhestineke hîn firehtir in, digihîjin ji 20μm. Ev mîhengkirin dihêle ku cama kalkojenîd gelek bandên serîlêdanê bigire - ji nîvê pêla heta pêlên dirêj û heta înfraredê pêla pir dirêj - û ji her materyalek yek-kristal nermbûnek pir mezintir pêşkêş dike.

Berawirdkirin bi Germaniumê re: Her yek xwedî hêzên xwe ye, lê cama Chalcogenide bêguherînek bêhempa pêşkêş dike

Germanyum di optîkên navîn-heta-dûr-înfrared de materyalê herî berbelav e. Endeksa wê ya şikestinê li 8–14μm bi qasî 4.0 e, ku şiyana berhevkirina ronahiyê ya hêja peyda dike, û ew dike hilbijartina sereke ji bo lensên wênekêşiya germî.

Lêbelê, germanium sê sînorên girîng hene:

Pêşîn, neguhêrbarîya bihayê. Germanyum metalek nadir e ku dabînkirina wê ya cîhanî pir zêde ye. Bi bandora polîtîkayên hinardekirinê û daxwaza jêrîn, bihayê wê dikare di nav çend salan de du qat an nîvî bibe, û ev jî xetereyên girîng li ser zincîra dabînkirinê çêdike.

Duyemîn, hişkbûna sînorkirî. Germanyûm xwedî hişkiya Vickers bi qasî 780HV ye. Di hawîrdorên dijwar ên bi qûm, toz, an baranê de, rûber ji aşınandin û xêzkirinê re hesas e, ku temenê karûbarê wê yê demdirêj wekî pencereyek an substratek fîlterê li gorî materyalên hişktir sînordar dike.

Sêyemîn, rêjeya veguhestinê ya sînorkirî. Pencereya veguhestina Germaniumê bi qasî 2-15μm dirêj dibe, û veguhestin bi awayekî berbiçav ji 15μm derbas dibe.

Cama kalkogenîd di van hersê pîvanan de bi awayekî cuda performansê nîşan dide, lê avantaja wê di rêjeya veguhestinê de avahî ye - ji bo sepanên ku hewceyê vegirtinê ji 12μm zêdetir di înfrared-pêla pir dirêj de ne, cama kalkogenîd yek ji çend vebijarkên pratîkî ye. Wekî din, wekî materyalek amorf, cama kalkogenîd dikare bi rêya pêvajoyên qalibkirinê bi girseyî were hilberandin û bike profîlên rûberê yên tevlihev, bi lêçûnên çêkirinê ji makîneya rastîn a germanyûmê kêmtir, ku ew ji bo sepanên sivîl ên di pîvanek mezin de pir guncan dike.

Pêçandina DLC: Çareserkirina kêmasiya hişkbûna cama kalkogenîd

Cama kalkogenîd xwedî lawaziyeke mekanîkî ya berbiçav e: hişkbûna wê kêm e, bi gelemperî di navbera 100-200HV de ye, ku ji ya germanyûm (780HV) û silîkonê (1000HV) pir kêmtir e. Rûyê cama kalkogenîd a bê pêçandin di hawîrdorên derve yên bi qûm û toz de, an jî di hawîrdorên pîşesaziyê de ku paqijkirina pir caran hewce dike, berxwedana wê ya têrker a lihevkirinê kêm e - ev jî temenê wê yê xizmetê di şert û mercên dijwar de sînordar dike.

Pêçandina DLC (Karbona Mîna Elmasê) çareseriya teknîkî ya herî guncaw ji bo vê pirsgirêkê ye.

DLC fîlmek karbonê ya amorf e ku hişkiya Vickers bi gelemperî di navbera 1500 û 3000HV de ye, katsayiyek xişandinê ya nizm (bi qasî 0.05-0.15 di şert û mercên hişk de), û veguhestina baş di benda navîn-heta-dûr-infrared de ye. Dema ku li ser rûyên cama kalkogenîd tê danîn, ew berxwedana substratê li hember aşitî, xêzkirin û korozyonê bi girîngî zêde dike, di heman demê de bandora li ser veguhestina infrared di nav 1-2 xalên sedî de sînordar dike.

Girîngiya vê tevlîhevkirinê ew e ku cama kalkogenîd veguhestina navîn-heta-dûr-înfrared a fireband peyda dike, di heman demê de DLC parastina mekanîkî peyda dike. Bi hev re, ew du taybetmendiyên ku kêm caran di heman demê de di materyalek yekane de têne bidestxistin - "veguhestina fireband" û "berxwedana jîngehê" - di yek elementek optîkî de entegre dikin.

MULTI IR bi awayekî serbixwe fîlterên cama kalkogenîdê yên bi pêçandina DLC-yê pêşxistiye, bi pêvajoyên ku gelek pergalên substratê yên di nav de As-S, As-Se, û Ge-Sb-Se vedihewîne. Pêvekirin û yekrengiya fîlmên DLC-yê bi taybetî ji bo van substratan hatiye çêtirkirin. Lihevhatina koefîsyenta berfirehbûna germî di navbera substratên cama kalkogenîdê yên cûda û fîlma DLC-yê de bi girîngî diguhere, rasterast bandorê li aramiya pêvekirina qata DLC-yê dike - ev aliyê herî dijwar ê pêçandina DLC-yê li ser cama kalkogenîdê ye, û beşa herî dijwar e ku ji bo domdariya hilberînê were kontrol kirin. Niha, hilberên cama kalkogenîdê yên bi pêçandina DLC-yê yên MULTI IR-yê di sepanên wekî pencereyên înfrared ên leşkerî, wênekirina germî ya pîşesaziyê, û pergalên înfrared ên pêla dirêj ên otomobîlan de têne şandin.

Pîvanên Hilbijartinê yên Sereke ji bo Fîlterên Cama Kalkojenîdê

Hilbijartina asta serîlêdanê bi gelemperî hewce dike ku sê tiştan piştrast bike:

1. Pêdiviyên benda xebitandinê. Formûlasyonên cama kalkojenîd ên cuda pencereyên veguhestinê yên cuda hene. Ji bo sepanên di benda 8-12μm de, pergalên As-Se bi gelemperî bes in. Ji bo hewcedariyên ku ji 14μm wêdetir diçin, formulasyonên ku telluryum tê de hene an jî naveroka selenyum-a wan bilindtir e hewce ne. Ger formulasyona substratê xelet were hilbijartin û veguhestin li gorî taybetmendiyan nebe, tu pêvajoyek pêçandinê ya paşê nikare telafî bike.

2. Pêdiviyên jîngeha mekanîkî. Ji bo sazkirinên hundir ên sabît, substratên cama kalkogenîd ên bê pêç dikarin werin bikar anîn, û pêçandina DLC lêçûnê zêde dike. Ji bo sepanên derve, otomobîl, hewayî, an deryayî yên ku tê de qûm, toz, baran, an lerizîn hene, pêçandina DLC pir girîng e. Jîngeha xebitandinê diyar dike ka pêçandin hewce ye an na, û her weha taybetmendiyên qalindahî û hişkbûna qata DLC.

3. Guhertinek di navbera veguhestin û astengkirinê de. Veguhestina fîlterên cama kalkojenîd hem ji hêla vegirtina substratê û hem jî ji hêla refleksa rûyê ve tê bandorkirin. Pêçanên dij-refleks dikarin veguhestina lûtkeyê bi girîngî baştir bikin, lê divê sêwirana wan bi taybetmendiyên optîkî yên qata DLC re were hesibandin - ew nikarin bi serbixwe werin çêtir kirin.

Ji pencereyên detektorê di pergalên wênekirina germî yên leşkerî de bigire heya pêşiyên fîlterê di analîzkerên gazê yên sivîl de, qada karanîna berfireh a cama kalkogenîd di qada înfraredê ya navîn-heta-dûr de taybetmendiyên fîzîkî yên bêhempa yên vê materyalê nîşan dide: pir kêm materyal dikarin di heman demê de veguhestina bilind, pêvajoykirinê, û astek maqûl a kontrola lêçûnê li seranserê pencereya 8-14μm biparêzin.

Ev ne ji ber wê yekê ye ku kesî li alternatîfan negeriyaye - ew ji ber ku fîzîka molekulî li vir asteke bilind datîne, û cama kalkogenîd bi tesadufî wê derbas dike.

Wêneyên ji hêla AI ve hatine çêkirin

PIR-IR, Pargîdaniyek Pispor û Sofîstîke ya "Devê Biçûk" a asta Neteweyî, ku zêdetirî 10,000 cureyên pêkhateyên hesas ên înfrared di stokê de hene, di nav 3 yên herî jorîn ên cîhanê de di hêza berfireh de cih digire, û pêşnivîskarê pêşeng ê standarda pîşesaziya fîltera înfrared e.

Malper: www.mirhz.com | Malpera Cîhanî: www.miroptech.com