Bài thuyết trình Vật lý: Các loại màng quang học

Chia sẻ: Lavie Lavie | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:28

Thêm vào BST

Báo xấu

72
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài thuyết trình Vật lý: Các loại màng quang học trình bày về lịch sử màng quang, màng quang học, màng chống phản xạ, màng phản xạ cao, màng dẫn điện truyền qua, màng lọc ánh sáng. Với các bạn chuyên ngành Vật lý thì đây là tài liệu hữu ích.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài thuyết trình Vật lý: Các loại màng quang học

Trường ĐHKH Tự Nhiên Khoa Vật Lý Các loại màng quang học GVHD: T.S LÊ VŨ TUẤN HÙNG HV : LÊ NGUYỄN BẢO THƯ
LỊCH SỬ MÀNG QUANG GƯƠNG VENETIAN FRAUNHOFER A.FRESNEL
Năm 1899: Lý thuyết Fabry-Perot ra đời . Lý thuyết cơ bản này miêu tả sự nhiễu của từng sóng cục bộ phản xạ từ hai bề mặt quang học song song, các lớp vật liệu điện môi khác nhau được lắng đọng trên một chuỗi xác định trên bề mặt của thành phần quang học. Ít nhất hai lớp vật liệu với chiết suất khác nhau phải được chọn lựa để điều chỉnh hàm truyền phổ của lớp sắp xếp theo qui trình xác định
Hiệu quang lộ: 2 n1d1 cos 1 1   Độ phản xạ đế: r12  2r1r2 cos(21 )  r22 Rs  1  2r1r2 cos(21 )  r12 r22
QWOT: quarter – wave optical thickness Độ dày D của lớp (tính theo QWOT) 4ni di Di  Z Với một lớp đơn dày 1 QWOT 2 2  n2 n0  n  1 Rs   2  n  2 0n  n 1  Với một lớp đơn dày 2 QWOT 2  n0  n2  Rs    n  0  n2 
Ma trận hình thức (matrix formalism)  Các yếu tố của ma trận đơn lớp Mi có thể thu được từ các điều kiện biên trong cấu trúc lớp liên quan đến cường độ điện trường (Ei-1) và từ trường (Hi-1) ở mặt trước và các giá trị cường độ trường (Ei và Hi) ở đằng sau của lớp:  Ei 1   Ei     Mi    H i 1   Hi   i   cos  i sin  i   Ei  = ni  H   in sin  cos   i   i i i 
MÀNG QUANG HỌC  Màng quang học gồm một hay nhiều lớp vật liệu mỏng phủ trên một thiết bị quang học như thấu kính hay gương, những thiết bị cho phép biến đổi đường đi của ánh sáng phản xạ hay truyền qua.  Các loại màng quang học chính:  Màng chống phản xạ  Màng phản xạ cao  Màng dẫn điện truyền qua  Màng lọc ánh sáng
MÀNG PHẢN XẠ CAO  Màng phản xạ cao (HR) là một màng hay hệ thống màng phủ trên một bề mặt để làm tăng sự phản xạ toàn bộ của bề mặt đế. Màng kim loại: Màng phản xạ Màng điện môi HR
Màng kim loại  Màng kim loại được sử dụng chủ yếu để hướng ánh sáng trong một hệ quang học, và được sử dụng trong hầu hết các hệ thống quang hiện nay, và là thiết bị làm biến đổi tính phản xạ kinh tế nhất.  Màng kim loại có thể được dùng trong một dải sáng rộng, nhưng có xu hướng dễ vỡ và khó làm sạch.  Các kim loại được sử dụng phổ biến nhất cho các bề mặt phản xạ cao là Nhôm (Al), Vàng (Au), Bạc (Ag). HR
Average % Regions of Metals Reflectivity high Comments Vis / IR Absorption Sensitive deposition parameters necessary to prevent Aluminu 92 / 98 700-950nm "Blueing" (scatter in visible). m Thin layer of Al2O3 forms on surface. Adhesion issues with glass. Very Gold 94 / 98 300-550nm soft surface. Use Chrome as binderlayer. HR Silver 95 / 98 UV Issues with tarnishing. Very soft surface.
MÀNG ĐIỆN MÔI Màng điện môi bao gồm các lớp mỏng làm bằng vật liệu điện môi có tính truyền qua, được phủ trên một bề mặt. Chức năng của chúng là tăng cường tính phản xạ của bề mặt bằng cách lợi dụng sự giao thoa của tia phản xạ từ nhiều bề mặt quang học. Các vật liệu thường sử dụng là: SiO2, TiO2, Al2O3 and Ta2O5, và hợp chất của Flour như MgF2, LaF3 and AlF3 HR
MÀNG ĐIỆN MÔI  Thiết kế phản xạ cao dựa trên các lớp chiết suất cao và thấp xen kẽ nhau, nH và nL , do đó một “vùng dừng” (hay khu vực phản xạ cao) được tạo ra xung quanh bước sóng mẫu . Kiểu thiết kế ở dạng cơ bản như sau: Môi trường / (HL)m H/ Đế với: m là số cặp đa lớp HR
Thiết bị phản xạ cao có vùng dừng điều hòa ở vị trí thứ nhất và các vùng dừng điều hòa ở các bước sóng ngắn hơn. Ở giữa vùng dừng điều hòa là một khu vực được biết như “vùng xuyên qua” nơi mà ánh sáng truyền qua và không phản xạ lại. Đối với thiết kế cơ bản này không có vùng dừng thứ hai hay thứ tư. HR
Công thức tính độ phản xạ: Công thức tính số cặp lớp: HR
Ứng dụng Máy photocopy Đèn xe Kính viễn vọng Kính trượt tuyết Hệ thống laser Đĩa CD HR
MÀNG CHỐNG PHẢN XẠ (AR) Màng chống phản xạ được dùng để làm giảm sự phản xạ trên bề mặt. Giả sử có thể điều khiển chính xác độ dày lớp phủ là 1 QWOT). Độ phản xạ là nhỏ nhất khi: n1  n0 nS với n1: chiết suất của lớp mỏng, n0 và nS là chiết suất của hai môi trường AR
So sánh sự truyền ánh sáng trên bề mặt có phủ lớp chống phản xạ và không phủ. Phủ lớp chống phản xạ Không phủ lớp chống phản xạ
Màng AR một lớp:  Tiện ích: giá thành thấp, tính lặp lại cao, dễ thực hiện.  Hạn chế: vùng hoạt động hẹp, khó tìm thấy vật liệu chiết suất thấp bền.  Vật liệu màng là các chất điện môi chiết suất thấp : MgF2, Na3AlF6, CaF2, LiF2… AR
MÀNG AR 2 LỚP (MÀNG V)  Tiện ích: có nhiều sự lựa chọn vật liệu hơn, tinh vi hơn, dễ sản xuất  Hạn chế: vùng hoạt động hẹp. AR
MÀNG AR 3 LỚP Một trong những thiết kế ba lớp thông dụng và đơn giản là QHQ hay Quarter Half-Quarter.Mẫu QHQ như sau: Thủy tinh / M 2H L • M = 1 QWOT của vật liệu chiết suất trung bình (vd:Al2O3) • 2H= 2 QWOT hay HWOT của một vật liệu chiết suất cao (vd: ZrO2) • L=1 QWOT của một vật liệu chiết suất thấp (vd: MgF2 hay SiO2), hình thức của một QHQ M=Al2O3, H=ZrO2: AR