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Guida ai tipi e alle selezioni dei rivestimenti per filtri

I. Tipi e funzioni del rivestimento del nucleo
La diversità funzionale dei filtri deriva principalmente dalla combinazione di diversi strati di rivestimento nella loro progettazione:

1. 1.Rivestimento antiriflesso (AR):

   • Funzione:L'obiettivo primario è ridurre la perdita di riflessione sulle superfici ottiche per lunghezze d'onda o bande specifiche, migliorando significativamente la trasmissione.

   • Principio:Utilizza la cancellazione delle interferenze da film mono o multilivello per far annullare l'uno l'altro le onde luminose riflesse.

   • Applicazione:I rivestimenti AR a strato unico (ad esempio, MgF2) sono comuni per le lunghezze d'onda visibili centrali, mentre i rivestimenti AR a strato unico (ad esempio, MgF2) sono comuni per le lunghezze d'onda visibili centrali.rivestimenti AR a banda largaLe specifiche chiave includono riflettività minima, larghezza di banda operativa, tolleranza all'angolo di incidenza e durata ambientale..

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2. 2.Rivestimento a taglio:

   • Funzione:Forma lo strato funzionale centrale per il "taglio" spettrale:

     • Cortopassaggio:Trasmette luce più breve di una lunghezza d'onda di taglio specifica, riflettendo/assorbendo lunghezze d'onda più lunghe.

     • Longpass:Trasmette luce più lunga di una lunghezza d'onda di taglio specifica, riflettendo/assorbendo lunghezze d'onda più corte.

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3. 3- Rivestimento a banda:Permette la trasmissione di una gamma specifica di lunghezze d'onda (banda di passaggio) riflettendo/assorbendo fortemente la luce su entrambi i lati.

4. 4- Rivestimento a tacchetta:Riflette/assorbe con forza un intervallo di lunghezza d'onda specifica molto stretto/ampio (lunghezza d'onda di notch) mentre trasmette altri.

   • Principio:Utilizzando accuratamente progettate pile multicapa di materiali alternati ad alto/basso indice di rifrazione (ad esempio, TiO2/SiO2, Ta2O5/SiO2,Nb2O5/SiO2) per creare un'elevata riflettività (limitamento) in regioni specifiche mediante interferenze.

   • Applicazione:Core assoluto di vari filtri funzionali (filtri a fluorescenza, occhiali di protezione laser, ruote a colori, componenti di spettrometro, biosensing, visione artificiale).,lunghezza d'onda di taglio, larghezza di banda di passaggio, trasmissione media di banda di passaggio, profondità di taglio, larghezza di taglio, ondulazione della banda di passaggio, ripidezza dei bordi, sensibilità angolare, stabilità della temperatura,soglia di danno laser (LDT).

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5. 5. Rivestimento a fessura:

   • Funzione:Divide la luce incidente per lunghezza d'onda o rapporto di energia in due o più fasci.

   • Tipologie:

     • Dicroico:Riflette una banda, trasmette un'altra (una speciale applicazione di taglio).

     • Neutrale:Riflette e trasmette la luce incidente in un rapporto fisso (ad esempio, 50:50, 70:30) su un ampio spettro, mantenendo la neutralità spettrale.

   • Applicazione:Specificità chiave: precisione del rapporto di scissione, piattezza spettrale, dipendenza dalla polarizzazione, dipendenza angolare,Uniformità di aperturaLDT.

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6. 6. Rivestimento ad alta riflessione (HR):

   • Funzione:Raggiunge una riflettività molto elevata (>99,9%) a lunghezze d'onda specifiche o a larghe bande.

   • Principio:Utilizza strutture periodiche multicapa (DBR) di materiali ad alto indice di contrasto (ad esempio TiO2/SiO2) o pellicole metalliche (Al, Ag, Au).

   • Applicazione:Specificità chiave: massima riflettività, larghezza di banda, perdita di assorbimento/diffusione, LDT, controllo dello stress.

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7. 7. Rivestimento metallico:

   • Funzione:Utilizza l'assorbimento/riflessione intrinseca di metalli ad ampio spettro (Al per UV-Vis, Ag per Vis-NIR, Au per IR, Cr per l'assorbimento).

   • Applicazione:Strati riflettenti di base (spesso con strati protettivi), filtri a densità neutra, blocchi di fascio, aperture.adesione.

II. Struttura e materiali del rivestimento

• 1Struttura:Unico strato (semplice), multi-strato (più comune, materiali alternativi), indice graduale (variazione dell'indice di rifrazione per prestazioni di banda/angolo più ampie).

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• 2.Materiali:Dielettrici (SiO2, MgF2, TiO2, Ta2O5, Nb2O5, ZnS, ZnSe) e metalli (Al, Ag, Au, Cr) con ampia riflessione/assorbimentostabilità, stress, costi.

III. Teoria del design e produzione

• 1Teoria del design:Basato sull'interferenza a film sottile (equazioni di Maxwell)..

• 2.Fabbricazione:

  • Deposito fisico di vapore (PVD):

    • Evaporazione termica: tradizionale, a basso costo, per lotti medi/piccoli.

    • Magnetron Sputtering: processo di fascia alta tradizionale, strati densi, buona adesione, uniformità, ripetibilità.

    • Sputtering del fascio ionico: massima precisione, migliore qualità (basso dispersione/assorbimento, elevato LDT), costoso.

  • Deposizione chimica a vapore (CVD): meno comune in ottica.

  • Controllo dei processi: monitoraggio dello spessore (ottico, cristallo di quarzo), tasso di deposizione, controllo vuoto/gas, temperatura, pulizia.

IV. Principali norme di applicazione
Le prestazioni devono soddisfare requisiti pratici rigorosi:

1. 1Performance spettrale:Accuratezza della lunghezza d'onda centro/cutoff, larghezza di banda, trasmissione (media/picco), profondità di cutoff (valore OD, ad esempio, OD4 = trasmissione < 0,01%), ripidezza dei bordi, ondulazione della banda di passaggio, soppressione dello sfondo.

2. 2Uniformità ottica:Consistenza attraverso l'apertura.

3. 3. Proprietà angolari:Spettro con angolo (spostamento blu, variazione della larghezza di banda).

4. 4- Proprietà di polarizzazione:Differenza di risposta alla polarizzazione S/P (critica all'incidenza obliqua).

5. 5Qualità della superficie:Finitura superficiale (graffio, ad esempio, 60-40), piattezza (ad esempio, λ/4), distorsione del fronte d'onda.

6. 6Stabilità ambientale:Cambiamento di temperatura (ppm/°C), resistenza all'umidità (85°C/85% RH), durata meccanica (adesione, abrasione), resistenza chimica, LDT (per applicazioni laser, dipende dalla lunghezza d'onda / larghezza dell'impulso).

7. 7.Substrato e dimensione:Tipo di vetro (ad esempio, silice fuso, zaffiro), spessore, dimensioni, contorno, apertura trasparente.

V. Applicazioni e selezione dei rivestimenti
La tecnologia di rivestimento permea tutti i campi ottici:

• 1Imaging & Photography:Lenti AR,Filtri di taglio UV/IR,filtri ND, filtri a colori, polarizzatori.

• 2- Display:Filtri a colori in LCD/OLED, specchi dicroici/ruote a colori nei proiettori.

• 3- Biomedica/Scienze della vita:Microscopia a fluorescenza (filtri di eccitazione/emissione, dicroici), citometri di flusso, analizzatori.

• 4Tecnologia laser:Specchi a cavità, filtri di separazione delle linee, occhiali di sicurezza laser (alta OD), rivestimenti cristallini di generazione armonica.

• 5.Spettroscopia:rivestimenti AR a griglia/prisma;filtri a bandaper la selezione delle lunghezze d'onda; filtri ND per il controllo dell'intensità.

• 6.Visione artificiale/ispezione industriale:Filtri di colore/polarizzazione per il miglioramento del contrasto/riconoscimento delle caratteristiche.

• 7- Astronomia:Filtri a banda stretta per linee di riduzione dell'inquinamento luminoso/emissione specifica; filtri solari (alta sicurezza).

• 8- Comunicazioni/Sensing:Filtri DWDM nelle fibre ottiche; filtraggio nei sensori a fibra.

• 9- Sicurezza/Difesa:Rivestimenti IR AR per l'imaging termico; filtri IR nei miratori missilistici; filtri di protezione laser (alta OD/LDT).