Đang tải... (xem toàn văn)
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.
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 đời Lý thuyết miêu tả nhiễu sóng cục phản xạ từ hai bề mặt quang học song song, lớp vật liệu điện môi khác lắng đọng chuỗi xác định bề mặt thành phần quang học Ít hai lớp vật liệu với chiết suất khác phải chọn lựa để điều chỉnh hàm truyền phổ lớp xếp theo qui trình xác định Hiệu quang lộ: 1 2 n1d1 cos 1 Độ phản xạ đế: r12 2r1r2 cos(21 ) r22 Rs 2r1r2 cos(21 ) r12 r22 QWOT: quarter – wave optical thickness Độ dày D lớp (tính theo QWOT) 4ni di Di Z Với lớp đơn dày QWOT 2 n2 n0 n Rs n n n Với lớp đơn dày QWOT n0 n2 Rs n n Ma trận hình thức (matrix formalism) Các yếu tố ma trận đơn lớp Mi thu từ điều kiện biên cấu trúc lớp liên quan đến cường độ điện trường (Ei-1) từ trường (Hi-1) mặt trước giá trị cường độ trường (Ei Hi) đằng sau lớp: Ei 1 Ei Mi H i 1 Hi i cos sin i i Ei ni = H in sin cos i i i i MÀNG QUANG HỌC Màng quang học gồm hay nhiều lớp vật liệu mỏng phủ thiết bị quang học thấu kính hay gương, thiết bị cho phép biến đổi đường 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) màng hay hệ thống màng phủ bề mặt để làm tăng phản xạ toàn bề mặt đế Màng kim loại: Màng phản xạ Màng điện môi HR Màng kim loại Màng kim loại sử dụng chủ yếu để hướng ánh sáng hệ quang học, sử dụng hầu hết hệ thống quang nay, thiết bị làm biến đổi tính phản xạ kinh tế Màng kim loại dùng dải sáng rộng, có xu hướng dễ vỡ khó làm Các kim loại sử dụng phổ biến cho bề mặt phản xạ cao Nhôm (Al), Vàng (Au), Bạc (Ag) HR Metals Aluminu m HR Average % Reflectivity Vis / IR 92 / 98 Regions of high Absorption Comments 700-950nm Sensitive deposition parameters necessary to prevent "Blueing" (scatter in visible) Thin layer of Al2O3 forms on surface Gold 94 / 98 300-550nm Adhesion issues with glass Very soft surface Use Chrome as binderlayer Silver 95 / 98 UV Issues with tarnishing Very soft surface Cơng thức tính độ phản xạ: Cơng 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 dùng để làm giảm phản xạ bề mặt Giả sử điều khiển xác độ dày lớp phủ QWOT) Độ phản xạ nhỏ khi: n1 n0 nS với n1: chiết suất lớp mỏng, n0 nS chiết suất hai môi trường AR So sánh truyền ánh sáng bề mặt có phủ lớp chống phản xạ không phủ Phủ lớp chống phản xạ Không phủ lớp chống phản xạ Màng AR lớp: AR Tiện ích: giá thành thấp, tính lặp lại cao, dễ thực Hạn chế: vùng hoạt động hẹp, khó tìm thấy vật liệu chiết suất thấp bền Vật liệu màng chất điện môi chiết suất thấp : MgF2, Na3AlF6, CaF2, LiF2… MÀNG AR LỚP (MÀNG V) AR Tiện ích: có nhiều lựa chọn vật liệu hơn, tinh vi hơn, dễ sản xuất Hạn chế: vùng hoạt động hẹp MÀNG AR LỚP Một thiết kế ba lớp thông dụng đơn giản QHQ hay Quarter Half-Quarter.Mẫu QHQ sau: Thủy tinh / M 2H L • M = QWOT vật liệu chiết suất trung bình (vd:Al2O3) • 2H= QWOT hay HWOT vật liệu chiết suất cao (vd: ZrO2) • L=1 QWOT vật liệu chiết suất thấp (vd: MgF2 hay SiO2), hình thức QHQ M=Al2O3, H=ZrO2: AR Ứng dụng Thấu kính máy ảnh, kính hiển vi, kính viễn vọng, ống nhịm… Kính đeo mắt Đồng hồ Thiết bị điện tử (Điện thoại, PVD) AR Màng dẫn truyền qua (Transparent conductive coating –TC) Màng dẫn truyền qua sử dụng ứng dụng mà điều quan trọng việc màng dẫn điện làm tan điện tích tích tụ Có hai loại chính: Màng ITO Màng TCO TC Màng ITO ( Indium Tin Oxide ) - Màng có độ truyền qua cao ( 80% - 90% ) - Phản xạ mạnh ánh sáng hồng ngoại ( ứng dụng phủ lên bề mặt kính, cho phép ánh sáng truyền qua giữ lại nhiệt bên hay bên ngồi tùy mục đích sử dụng ) - Độ dẫn điện tốt ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực quang điện tử : LCD, pin mặt trời, diod phát quang,… TC Màng ITO ( Indium Tin Oxide ) Tính chất quang màng ITO tạo pp phún xạ TC Độ truyền phụ thuộc vào cấu trúc hình thái bề mặt màng ( độ truyền qua giảm độ dày màng tăng ) Màng lọc (FILTER) Là loại màng sử dụng để lọc cho ánh sáng định qua Ưu điểm : - Tính chất lọc tốt hơn, thiết bị quang phủ lớp lọc giao thoa mát nhiệt màng lọc thông thường Nhược điểm : - Giá thành cao Filter Tài liệu tham khảo F.Trager (Editor),Handbook of Laser and Optics,,Springer,USA,2007 “Optical thin film application”, Opto-Precision Application Note A003, 2003 Các website: http://en.wikipedia.org/wiki/Optical_coating#columnone#column-one http://hyperphysics.phyastr.gsu.edu/HBASE/phyopt/antiref.html http://www.rp-photonics.com/dielectric_coatings.htm http://www.kruschwitz.com/HR's.htm http://www.opcolab.com/page130.html • Chúng tơi dịch số chương số khóa học thuộc chương trình học liệu mở hai trường đại học tiếng giới MIT Yale • Chi tiết xin xem tại: • http://mientayvn.com/OCW/MIT/Vat_li.html • http://mientayvn.com/OCW/YALE/Ki_thuat_y_sinh.html ... i MÀNG QUANG HỌC Màng quang học gồm hay nhiều lớp vật liệu mỏng phủ thiết bị quang học thấu kính hay gương, thiết bị cho phép biến đổi đường ánh sáng phản xạ hay truyền qua Các loại màng quang. .. phản xạ toàn bề mặt đế Màng kim loại: Màng phản xạ Màng điện môi HR Màng kim loại Màng kim loại sử dụng chủ yếu để hướng ánh sáng hệ quang học, sử dụng hầu hết hệ thống quang nay, thiết bị... 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) màng hay hệ thống màng phủ bề mặt để