Заземляющее покрытие для инфракрасной пленки: Заземляющее покрытие TMpro (для инфракрасной пленки)

Монтаж инфракрасной пленки под ламинат

При укладке нагревательной пленки рекомендуется следующее расположение слоев (от верхнего к нижнему):

• финишное напольное покрытие;
• заземляющее покрытие;
• монтажный скотч для фиксации пленки;
• инфракрасная пленка;
• монтажный скотч для крепления подложки;
• отражающая подложка толщиной 3–4 мм;
• черновой пол.

Технология монтажа инфракрасной пленки под ламинат и ковролин практически одинаковая, вся разница только в конечном напольном покрытии.

Инфракрасный пленочный пол SlimHeat – тепло и комфорт

+375 (44) 719-24-31

+375 (17) 377-67-67

ООО «ТЕПЛОЛЮКС-БЛР», Юр. и почт. адрес: г. Минск, ул.

E-mail: [email protected]

• Теплые полы
  • Назначение пола
    • Под паркет
    • В стяжку
    • В плиточный клей
    • Под плитку
    • Сухой монтаж
    • Под ламинат
    • Под ковролин
    • Под керамогранит
    • Под линолеум
    • В кухню
    • В квартиру
    • Для частного дома
    • В ванную / туалет
    • Для балконов и лоджий
    • Под кварц-винил
    • В детскую
  • Тип пола
    • Пленочные электрические полы
    • Электрические полы
    • Инфракрасный теплый пол
    • Кабельные электрические полы
    • Нагревательные электрические маты
  • Марка пола
    • Теплолюкс PROFI (мощность 180 Вт/м2, пожизненная гарантия)
    • Теплолюкс TROPIX (мощность 160 Вт/м2, 50 лет гарантии)
    • Теплолюкс Национальный комфорт (мощность 150 Вт/м2, гарантия 30 лет)
    • Теплолюкс Alumia (сухой монтаж, мощность 150 Вт/м2, 25 лет гарантии)
    • Пленочный теплый пол «Slim Heat» (сухой монтаж, мощность 220 Вт/м2, 7 лет гарантии)
    • Warmstad (мощность 150 Вт/м2, 25 лет гарантии)
  • Как рассчитать тёплый пол
• Терморегуляторы
  • Электронные с механическим управлением
  • Электронные с ЖК-дисплеем
  • Программируемые
  • Wi-Fi управление
• Защита от протечек
  • Системы защиты от протечек Нептун
  • Системы защиты от протечек Aquacontrol
  • Краны шаровые с электроприводом
  • Модули управления
  • Датчики протечек воды
  • Комплектующие
• Архитектурный обогрев
  • Обогрев кровли и водостоков
  • Обогрев площадок и дорожек
  • Обогрев спортивных объектов
  • Обогрев бытовых трубопроводов
  • Обогрев картера компрессора кондиционера
  • Обогрев ступеней
  • Кабели нагревательные саморегулирующиеся
• Комфорт для дома
  • Обогреватель зеркала
  • Нагреватель под ковер
  • Полотенцесушители
  • Нагревательные коврики
  • Электрические конвекторы
• Электроустановочные изделия One Key Electro (распродажа)
  • Выключатели Florence
  • Рамки Florence
  • Розетки Florence
• Распродажа
• Свернуть каталог

Электрические теплые полы имеют множество преимуществ – удобную эксплуатацию, доступную стоимость. Они даже могут выступать основной системой отопления, обеспечивая равномерный нагрев напольной поверхности и создавая оптимальный комфорт в помещениях. Равномерное распределение тепла по всему пространству полностью исключает появления сквозняков. В период смены сезонов, когда центральное отопление уже отключено или пока не запущено, электрический теплый пол становится альтернативным источником тепла.     

Особенности инфракрасного пола

Инженеры ГК «Специальные системы и технологии» разработали новую систему, которая отличается совершенно иным принципом работы. В качестве нагревательного элемента используется не кабель, а углеродные ленты, обладающие высокой теплоотдачей. Они с двух сторон запаяны в полиэстер, а электропитание подается к ним по медным токоведущим шинам, которые расположены по краям пленки. В местах соединения контактов предусмотрен тонкий слой серебра, что гарантирует прочность таких стыков, защиту от окисления и электрохимического износа.        

Монтаж теплого пола SlimHeat

Укладка нагревательной пленки SlimHeat не требует специальных знаний, навыков, оборудования. Практически каждому домашнему мастеру по силам выполнить монтаж самостоятельно. В комплект поставки теплого пола входит руководство по монтажу, поэтому процесс не займет много времени.

• нагревательная пленка определенного размера (от 2-х до 10-ти метров),
• установочные провода с изоляцией в разном цветном оформлении,
• зажимы,
• изоляционный скотч,
• паспорт и руководство по монтажу.  

Укладка пленочного пола SlimHeat выполняется последовательно:

1. Рулон с пленкой раскатывают на горизонтальной поверхности.
2. Выкраивают полосы необходимой длины и отрезают по намеченным на пленке линиям.
3.  устанавливают контактный зажим на медную жилу и присоединяют установочные провода.
4. Затем изолируют контактный зажим с присоединенными проводами и фиксируют датчик температуры пола.
5. Раскладывают теплоизолирующую подложку (толщиной 3 мм) на ровное основание и на нее пленочный пол.
6. Поверх инфракрасной пленки рекомендуется предусмотреть заземляющее покрытие из негорючего материала, чтобы обеспечить защиту от контакта с электрическим током в случае повреждения нагревательного элемента. Особенно важно такое оформление в детской комнате и во влажных помещениях.
7. Устанавливают терморегулятор для нормального функционала теплого пола.
8. Укладывают внешнее декоративное покрытие – ламинат, паркет и т.д. 

Сразу после монтажа такой теплый пол готов к работе!

Конструкции и применение ИК-покрытий

Диапазон длин волн, в котором оптические покрытия выполняют свои различные функции, велик. На рисунке 1 показан спектр, простирающийся от коротких длин волн (УФ) до длинных волн (ИК). УФ и видимый свет высокой энергии фотонов излучается солнечными и искусственными источниками света. Области коротковолнового ИК (SWIR) и средневолнового ИК (MWIR) перекрывают отраженную солнечную и тепловую энергию. На длинах волн LWIR энергия излучается источником из-за его температуры. Оптические компоненты и приборы, работающие на длинных волнах в инфракрасном спектре, требуют другого набора материалов покрытия, чем те, которые работают в видимом диапазоне длин волн. Компания Materion предлагает широкий ассортимент материалов для покрытия, а наши технические специалисты могут определить оптимальные материалы для покрытия в соответствии с вашими требованиями к длине волны. ИК-материалы различаются по химическому составу и спектральному пропусканию, а также менее механически прочны, чем материалы, используемые в видимом диапазоне и более коротких волнах. В этой статье основное внимание будет уделено применению ИК-покрытий, материалам покрытий, их свойствам и характеристикам осаждения.

Рис. 1. Спектральное излучение источников излучения черного тела при различных температурах. Эмиссия ИК-источников (низкотемпературных излучателей) на 5 порядков ниже по сравнению с вольфрамовыми лампами, излучающими видимую энергию. (из ссылки 1).

Приложения для инфракрасной оптики

На рис. 2 показаны области спектра от видимого до длинноволнового ИК и соответствующие им длины волн. Обнаружение и визуализация определенных спектральных диапазонов энергии в этих общих областях оптимизируются в соответствии с требованиями и приложениями. Ниже приведены некоторые примеры. Энергия на длинах волн в диапазоне SWIR отражается удаленной сценой и воспринимается орбитальными приборами. Или эта энергия отражается кожей человека и используется для определения и диагностики медицинских заболеваний. В этих приложениях информация определяется как разница между отраженной и поглощенной длинами волн. Например, насыщение крови кислородом в системе кровообращения можно отслеживать на определенных длинах волн поглощения. Точно так же плотность поглощения хлорофилла является показателем здоровья растительности. Помимо солнечного естественного света, за пределами видимого диапазона длин волн используются искусственные источники света. Ссылка 2 содержит визуальные изображения, полученные с разными длинами волн, и иллюстрирует, как различия могут быть обнаружены на длинах волн за пределами нашей зрительно воспринимаемой чувствительности к длине волны. Ссылаясь на рисунок 1, на длинных волнах энергия, излучаемая теплым телом, может превышать энергию, отраженную поверхностью этого тела. Это явление определяет работу теплового ИК-зондирования в LWIR.

Лазерные источники, работающие в диапазоне SWIR, используются для медицинских (офтальмологических) и военных приборов. В некоторых случаях покрытие оптических поверхностей должно обладать высокой устойчивостью к повреждениям, вызванным лазером, и это требование предъявляет определенные требования к материалам покрытия и технологии нанесения. Диапазон длин волн MWIR перекрывает информацию о сцене, содержащуюся в отраженном солнечном излучении, и информацию о тепловом излучении сцены, и поэтому полезен для дистанционного мониторинга изменений земли, океана и климата, а также здоровья тканей в области медицины. Приборы LWIR воспринимают тепловое излучение вместо отражения и применяются для визуализации теплых источников за дымом и пылью в военных устройствах визуализации и в качестве помощи при тушении пожаров. Это также полезно для выявления аномального локализованного нагрева, который может возникнуть в результате наличия проблем с кровообращением или опухолей у людей.

Рис. 2. Спектр длин волн и метки областей

ИК-датчики, покрывающие весь ИК-спектр, контролируют земные и атмосферные ресурсы с космических и авиационных платформ. Существуют также тепловизоры для обнаружения и отслеживания на военной арене, а также лазерные инструменты для медицины и обороны, а также для исследований и других научных применений. Чтобы выжить и работать в суровых условиях, таких как удары дождя и песка с высокой скоростью или резкие перепады температур, оптические покрытия на оптических куполах и окнах должны обладать исключительной износостойкостью. Сверхскоростные военные самолеты и ракеты, а также коммерческие самолеты с большим пробегом являются типичными приложениями для прочных покрытий, которые работают в тепловом ИК-диапазоне — длина волны от 8 до 12 мкм. Материалы покрытия и процессы осаждения были специально разработаны для решения этих задач.

Подложки и материалы для инфракрасного покрытия

В таблице 1 перечислены наиболее распространенные материалы, используемые для изготовления ИК-линз, окон и куполов. Они разнообразны по химическому составу, что требует особого внимания при необходимости нанесения на их поверхности функциональных и прочных тонкопленочных покрытий. Часто требуется материал промежуточного слоя, чтобы инициировать зародышеобразование и прочную связь между подложкой и слоем первого покрытия.

Таблица 1. Материалы подложек ИК и их свойства. Пределы передачи указаны для внутреннего пропускания >90%.

Используемые материалы ИК-покрытия должны обладать высоким коэффициентом пропускания в диапазонах длин волн, которые пропускает подложка. Четкое разделение в используемом составе материала происходит вблизи длин волн между средневолновым ИК (MWIR) и LWIR. Оксидные соединения прозрачны при длинах волн короче ~ 7000 нм (7 мкм). Там материалы на основе оксидных соединений обеспечивают низкие, средние и высокие показатели преломления, необходимые для разработки покрытий и их нанесения. Для длин волн более ~7 мкм соответствующими доступными материалами являются соединения фторидов и элементов группы IIB-VIA (ZnS и ZnSe) и германия. В таблице 2 перечислены общие пределы спектральной прозрачности и свойства осаждения для обычных материалов покрытий. Некоторые оксидные соединения и их смеси (обсуждавшиеся в предыдущих выпусках CMN) демонстрируют достаточно высокую прозрачность до 10+ мкм при ограничении толщиной слоя.

Чрезвычайно твердые износостойкие покрытия, такие как алмазоподобный углерод (DLC), BP и другие соединения на основе бора, производятся с помощью реактивных процессов, таких как CVD. Они не являются исходными материалами.

Таблица 2. Общие характеристики осаждения материалов ИК-покрытий.

 В течение нескольких десятилетий фторид тория использовался исключительно в качестве материала с низким показателем преломления в сочетании с ZnS для изготовления LWIR-покрытий. Поскольку ThF4 является радиоактивным альфа-излучателем, его было запрещено использовать для покрытия военной оптики, и многие группы по всему миру исследовали альтернативные нерадиоактивные соединения, чтобы найти подходящую замену [3]. Сегодня используется несколько материалов-заменителей, некоторые из которых обладают трансмиссионными и механическими свойствами, эквивалентными ThF4. В таблице 3 перечислены оптические свойства обычно используемых материалов покрытия для длин волн от MWIR до LWIR. Покрытия MWIR могут быть изготовлены с использованием оксидных соединений, из которых можно получить прочные многослойные покрытия.

Таблица 3. Материалы покрытий, пригодные для использования при указанном пределе длины волны ИК-излучения. Никакие материалы не являются радиоактивными.

Рекомендуемые параметры осаждения для соединений фтора: мощность электронной пушки 6 кВ, что обычно ниже, чем мощность, используемая для испарения оксида, и ток луча ~ 50 мА. Давление в основании камеры: P ~ 5 e-06 Торр. Проведите лучом по загруженному материалу, чтобы полностью расплавить его. Следует подавать малую мощность на срок до четырех минут, чтобы отогнать адсорбированную воду, предотвратить разбрызгивание и сформировать равномерно расплавленную поверхность испарения. Скорость испарения: от 10 до 15 Å/с. Поддерживайте температуру подложки ~160°C. В качестве альтернативы источником испарения может быть открытая молибденовая лодка с резистивным нагревом. Как указано выше, необходимо медленное увеличение мощности для расплавления шихты. Для всех соединений фтора более высокая температура подложки, приближающаяся к 200°C, приводит к более высокой плотности упаковки и, следовательно, к более высоким индексам и меньшей глубине водной полосы. Однако в сочетании с ZnS температуры выше ~175°C снижают скорость конденсации (роста) слоев ZnS, что затрудняет точный контроль толщины.

Листы технических данных, которые являются руководством по нанесению, доступны онлайн [4] в Ресурсном центре на сайте www. materion.com. Пользователь должен иметь в виду, что такие переменные, как производительность насоса и, следовательно, контроль давления и концентрации водяного пара, будут влиять на процесс роста фторидной пленки.

Соединения фтора из списка кандидатов с известной прозрачностью LWIR постоянно совершенствуются в качестве исходных материалов в попытке улучшить их поведение при испарении. Фториды обладают потенциально проблемными свойствами, которые создают трудности при производстве многослойных покрытий: сродство к воде, низкая плотность упаковки и растягивающее напряжение. В настоящее время вносятся изменения в процедуры подготовки, чтобы уменьшить упомянутые эффекты. Материалом с недавно улучшенными характеристиками является YF3. Кривая пропускания, показывающая высокую прозрачность до ~12 мкм для толщины 15 кОм, нанесенной на Cleartran, показана на Рисунке 3.

Рис. 3. Коэффициент пропускания YbF3 толщиной 15 кОм, осажденного при 150°C. Полосы поглощения, связанные с включенной водой, появляются при 2,9 и 6,1 мкм во всех чистых фторидных составных материалах. Они уменьшаются по глубине при более высоких температурах субстрата.

Соединения фтора растут со столбчатой ​​микроструктурой, которая содержит большой объем пустот, который может занимать водяной пар, когда тонкий пленочный слой подвергается воздействию атмосферы. Размеры структуры самые большие при низкоэнергетической обработке осаждения, такой как E-beam или испарение с резистивным нагревом. Добавление энергии удара с помощью IAD или распыления уменьшает размер столбчатого роста. Столбчатая/микрокристаллическая микроструктура также демонстрирует высокое напряжение при растяжении, а толстые фторидные покрытия часто снимают напряжение, образуя трещины при растяжении. Одновременно водяной пар может проникать в пористый объем пленки и изменять оптические свойства и прочность сцепления. ZnS проявляет сжимающее напряжение, которое частично компенсирует общее растягивающее напряжение всей конструкции покрытия. Однако в типичном фильтре толщина слоев фторида составляет 2/3 от общей расчетной толщины, поэтому остаточное напряжение носит растягивающий характер. Достижения в подготовке материалов, продемонстрированные с помощью смешанных материалов, таких как IRX, привели к созданию фторидного материала, наноструктура которого является аморфной и плотной, и поэтому в его спектре пропускания наблюдаются более мелкие водные полосы. Он также демонстрирует большую механическую прочность и меньшее растягивающее напряжение. IRX более стабилен в условиях окружающей среды, чем чистые фториды. Небольшой % добавки препятствует образованию крупной столбчатой ​​микроструктуры роста кристаллитов и способствует получению более компактной (плотной) структуры.

Конструкции покрытия для таких компонентов, как фильтры, выигрывают, когда контраст преломления велик. Для некоторых сложных конструкций требуется общая толщина до 4-5 мкм, и поэтому они подвержены высокому накопленному механическому напряжению, которое угрожает физической целостности покрытия. Требуется меньше слоев, когда индексы имеют большую разницу в значениях, и эта более тонкая комбинация приводит к меньшему напряжению. Для комбинации ZnS/фторид коэффициент преломления при длине волны 10 мкм составляет ~1,6. Для комбинации Ge/фторид соотношение составляет ~3, что позволяет предположить, что эта комбинация имеет преимущества. Однако слои фтора не совместимы с поверхностями Ge. Между этими слоями должен быть проложен тонкий слой связующего материала, что усложняет конструкцию. Поверхности ZnS и Ge совместимы и обеспечивают желаемое соотношение показателей преломления ~ 1,8. Многие конструкции IR основаны на этой последней комбинации материалов, при этом для внешних слоев требуется фторид, чтобы максимизировать производительность (минимизировать отражательную способность).

Это краткое введение в материалы для ИК-покрытий и технологию их нанесения. Текущие исследования гарантируют, что достижения в этой области будут продолжаться.

Ссылки

1. Джеймс Д. Ранкорт, Руководство пользователя по оптическим тонким пленкам, 1994, McGraw Hill.

2. Остин А. Ричардс, Alien Vision: Изучение электромагнитного спектра с помощью технологии обработки изображений, второе издание (книга SPIE Press Book).

3. Пелликори, С. Ф. и Э. Колтон, «Соединения фтора для ИК-покрытий», Тонкие твердые пленки 209, 109 (1992).

За дополнительной информацией обращайтесь к авторам:

Дэвид Санчес, редактор
Старший научный сотрудник по материалам и применению
Materion Advanced Materials Group
954-261-2120

Сэмюэл Пелликори, основной участник
Pellicori Optical Consulting
PO Box 60723, Santa Barbara, CA 93160
Электронная почта: [email protected]

Тонкие оптические пленки ｜ Продукты ｜ AGC

Тонкие оптические пленки широко используются в основном в качестве просветляющих пленок для объективов камер и холодных зеркал для освещения. Кроме того, разработка различных лазеров, таких как полупроводниковые и газовые лазеры, также привела к разработке важных оптических тонких пленок, таких как лазерные зеркала и светоделители. С разработкой системы осаждения и применением технологии ионной обработки и распыления были получены оптические тонкие пленки с высокоточными оптическими свойствами и высокой прочностью. В конце 19В 90-х годах были изготовлены оптические фильтры с более чем 100 тонкопленочными слоями, которые использовались в качестве ключевых компонентов оптической связи. Сегодня они используются в передовых оптических системах, таких как LiDAR для смартфонов и автомобилей, а также для измерения оптических импульсов в носимых устройствах. Оптические тонкие пленки являются важным технологическим элементом для развития оптоэлектроники.

Что такое тонкая оптическая пленка?

Когда свет падает на тонкую пленку, возникает интерференция между светом, отраженным вне границы раздела пленки, и светом, отраженным внутри границы раздела пленки. Причина, по которой мыльные пузыри и масляная пленка окрашиваются в цвета радуги, заключается в том, что условия интерференции света меняются по мере постоянного изменения толщины пленки.
Оптическая тонкая пленка — это тонкая пленка, которая обладает уникальными оптическими свойствами (такими как регулировка интенсивности света, пропускание только выбранных длин волн, разделение компонентов света или изменение оптических путей) с использованием условий интерференции света, которыми можно управлять, произвольно задавая толщину, материал и количество слоев пленки.

В тонких оптических пленках используется интерференция между светом А, отраженным на входной плоскости, и светом В, прошедшим через тонкую пленку и отраженным на выходной плоскости.
Например, если колебания А и В подобны, колебания вызывают интерференцию (А + В), усиливающую колебания.

На изображении слева тонкая оптическая пленка, называемая просветляющим покрытием, формируется в центральной зоне стекла.
На границе отраженный свет A и B интерферируют и нейтрализуют друг друга, что приводит к бесконечной потере отраженного света и большей светопроницаемости. Область без просветляющего покрытия отражает флуоресцентный свет, а в центральной зоне, где сформировано просветляющее покрытие, создается впечатление, что стекла там нет.

Оптические тонкие пленки можно использовать не только для видимых лучей, но и для ультрафиолетовых и инфракрасных длин волн. Они используются в качестве оптических элементов для оптических фильтров, лазерных зеркал и т. д. в самых разных областях, таких как автомобильная, медицинская, бытовая электротехника и экспонирующее освещение.

Процесс производства тонких оптических пленок

Процессы производства тонких пленок можно в целом разделить на процессы в паровой и жидкой фазах, и были разработаны различные методы. Парофазный процесс обычно используется для производства тонких оптических пленок.
В этом разделе рассказывается о осаждении из паровой фазы и распылении, которые классифицируются как физическое осаждение из паровой фазы (PVD) в процессе парофазного процесса.

Фактические производственные процессы (сайт дочерней компании AGC)

Вакуумное напыление

Вакуумное осаждение — это технология осаждения, при которой материал нагревается и испаряется или сублимируется в пар в вакууме, а затем пар осаждается на поверхности подложки с образованием тонких пленок. Материалы могут быть нагреты либо непосредственно электронным лучом, либо опосредованно с помощью резистивного нагрева. Вакуумное осаждение является классическим процессом, но его также можно использовать для диссоциирующих веществ, таких как фториды, и оно характеризуется высокой скоростью осаждения.

Ионно-активированное осаждение

Ионное осаждение — это процесс, при котором молекулы ионизированного газа бомбардируются в направлении распространения пара во время вакуумного осаждения, в результате чего пар ускоряется и прилипает к подложке с более высокой энергией.

Ионное осаждение

Ионное напыление — это процесс, при котором пары пропускаются через плазму и прилипают к подложке. Пары частично ионизируются в плазме и осаждаются на поверхность с высокой адгезией за счет эффекта распыления плазмы. Процессы осаждения, в которых используется ионная сила, такие как осаждение с помощью ионов и осаждение с помощью ионного покрытия, могут наносить пленки с высокой плотностью и высокой адгезией по сравнению с осаждением с использованием только нагрева, а также могут производить высоконадежные оптические тонкие пленки без сдвига длины волны.

Распылитель

Распыление — это процесс осаждения пленок, при котором материал (мишень), подлежащий осаждению, бомбардируется ионами, такими как ионы аргона или атомы в плазменном состоянии, для выброса материала мишени. По сравнению с вакуумным осаждением, при котором целевой материал нагревается и испаряется для осаждения тонкой пленки, в этом методе молекулы-мишени имеют более высокую энергию. Это обеспечивает пленке более высокую прочность сцепления, в результате чего получается плотная тонкая пленка.

Ионно-лучевое распыление

Ионы аргона выбрасываются при подаче напряжения на ионную пушку (т.е. источник распыления) из плазмы, генерируемой при воздействии высокой частоты на газообразный аргон. Выброшенные ионы аргона сталкиваются с материалом мишени и распыляют материал пленки. Путем нанесения напыленного пленочного материала можно сформировать оптическую многослойную пленку.

Магнетронное напыление

При магнетронном распылении магниты помещаются на заднюю часть мишени для создания магнитного поля, которое окружает электроны, создавая область плотной плазмы, которая может эффективно распылять мишень. В отличие от осаждения из паровой фазы, когда источником осаждения является точка, магнетронное распыление обеспечивает равномерное осаждение на большой площади. Пленки, сформированные напылением, характеризуются низким уровнем дефектов, низкими потерями, высокой гладкостью и низкотемпературным осаждением. Это делает их подходящими для продуктов, требующих чрезвычайно высокого качества, таких как лазерные устройства и оптические устройства для флуоресцентного рамановского анализа.

Ионно-лучевое распыление

Магнетронное распыление

Фактические производственные процессы (сайт дочерней компании AGC)

Теория проектирования тонких оптических пленок

Закон преломления Снелла, принцип оптической интерференции Юнга и теория электромагнетизма Максвелла являются важными теориями для создания тонких оптических пленок. На основе этих теорий матричный метод используется для анализа характеристик многослойных пленок. В матричном методе изменения коэффициентов отражения, пропускания, поглощения и фазы многослойной пленки можно определить по элементам вектора. В многослойных слоях с разными коэффициентами преломления и толщиной отражения на границах каждого слоя влияют друг на друга, что приводит к сложным многократным отражениям. Интенсивность пропускания T всего многослойного слоя можно выразить следующим уравнением, взяв произведение матрицы переноса 2 × 2 так, чтобы граничные условия электрического и магнитного полей выполнялись на границе каждого слоя. На этом подходе основано большинство современных компьютерных программ для анализа характеристик оптических многослойных покрытий.

Помимо этой теории, существует также метод автоматического проектирования, при котором оптические характеристики проектных спецификаций определяются заранее для получения структуры многослойной пленки, удовлетворяющей этим спецификациям. В методе автоматического проектирования используется ряд теорий оптимизации, включая симплекс-метод, генетический алгоритм и метод иглы. Каждый из них имеет свои преимущества и характеристики с точки зрения методов оптимизации и сходимости. В настоящее время многие инженеры по всему миру изучают теорию оптимизации. Определение расчетных значений из проектной спецификации может привести к отсутствию уникальности решения и соответствующего проектного решения или к множеству решений, соответствующих спецификации. Однако, несмотря на прогресс в теории оптимизации, зависимость от начального значения по-прежнему велика. Важно создать дизайн, который не только удовлетворяет спецификациям оптических характеристик, но и обеспечивает стабильное производство с хорошей воспроизводимостью.

Внедрение оптических тонкопленочных продуктов

Актуальные оптические тонкопленочные продукты (сайт дочерней компании AGC)

Просветляющее покрытие (AR покрытие)

Формируя однослойную или многослойную диэлектрическую пленку на поверхности оптического материала, можно предотвратить отражение света на поверхности и улучшить коэффициент пропускания. Имея широкий спектр применения, эти пленки формируют на объективах фотоаппаратов, торцах оптических волокон связи, лазерных резонансных кристаллах и т. д.

Подробная информация о просветляющем покрытии (сайт дочерней компании AGC)

Дихроичные зеркала/дихроичные фильтры

Используя многослойные диэлектрические пленки с различными коэффициентами преломления, эти зеркала или фильтры могут разделять свет в произвольном конкретном диапазоне длин волн на проходящий свет и отраженный свет с использованием световой интерференции. Они используются для флуоресцентного анализа, освещения и спектрометров для астрономических наблюдений.

Подробная информация о дихроичных зеркалах (сайт дочерней компании AGC)

Подробная информация о дихроичных фильтрах (сайт дочерней компании AGC)

Светоделители

Светоделители могут разделять свет на два луча по коэффициенту отражения и пропусканию в зависимости от поляризационной составляющей и интенсивности. Существует призменный тип и тип плоской пластины. Эти светоделители используются для оптических датчиков и оптической связи.

Подробная информация о светоделителях (сайт дочерней компании AGC)

Линейные переменные фильтры

Линейный переменный фильтр представляет собой линейный клиновидный оптический фильтр, нанесенный на одну подложку, спектральные характеристики которого изменяются линейно. Длину волны прозрачности можно регулировать, изменяя положение падающего света. Линейные переменные фильтры используются в компактных спектрометрах из-за их высокого разрешения по длине волны.

Подробная информация о линейных переменных фильтрах (сайт дочерней компании AGC)

В дополнение к продуктам, представленным выше, мы можем разработать и изготовить полосовые фильтры, режекторные фильтры, фильтры нейтральной плотности, металлические покрытия и т. д. с диапазонами от ультрафиолетового до дальнего инфракрасного и терагерцового диапазонов. Мы также предлагаем продукты с индивидуальными спецификациями для удовлетворения потребностей клиентов, включая не только спектральные характеристики, но и высокую стойкость к лазерному излучению, а также дополнительные услуги, такие как прямое нанесение покрытия на узорчатые пластины.

Актуальные оптические тонкопленочные продукты (сайт дочерней компании AGC)

Область применения

Фактическая область применения (сайт дочерней компании AGC)

Лучи среднего и дальнего инфракрасного диапазона

Инфракрасные оптические тонкие пленки используются в качестве инфракрасных датчиков в различных приложениях, в основном в области предупреждения преступности, безопасности и промышленного оборудования. Хотя нет четкого определения деления длины волны инфракрасных лучей, мы определяем ближний инфракрасный диапазон как область с длиной волны от 0,7 до 3,0 мкм, средний инфракрасный диапазон от 3 до 8 мкм и дальний инфракрасный диапазон от 8 до 15 мкм.

Фильтры для детекторов движения

Все объекты излучают инфракрасные лучи, а температура объекта определяет количество излучения. Например, тело человека при температуре около 37°С излучает инфракрасные лучи с максимальной дозой облучения около 9-10 мкм. Комбинируя пироэлектрический элемент с фильтром, эффективно пропускающим инфракрасные лучи от 9 до 10 мкм, элемент используется в качестве детектора движения.

DLC-покрытие

Для наружных датчиков требуется устойчивость к воздействию окружающей среды, то же самое относится и к фильтрам; От фильтров требуется высокая твердость, стойкость к истиранию, влагостойкость и коррозионная стойкость. Для удовлетворения этих требований были разработаны покрытия из алмазоподобного углерода (DLC). Покрытие DLC раньше было одной из технологий обработки поверхности для продления срока службы инструментов, но теперь эти пленки можно использовать в качестве оптических фильтров благодаря их улучшенным характеристикам пропускания инфракрасного излучения. Покрытие DLC с коэффициентом преломления от 2 до 2,4 также может использоваться в качестве материалов для просветляющих пленок по отношению к германию и кремнию, используемым в инфракрасных подложках. Когда инфракрасная камера используется в суровых условиях, таких как пляж или шоссе, можно использовать инфракрасное окно с DLC-покрытием на внешней поверхности и широким просветляющим покрытием на противоположной поверхности.

Подробная информация о DLC-покрытии (сайт дочерней компании AGC)

Фильтры для обнаружения газов

Существуют собственные спектры поглощения различных газов в инфракрасном диапазоне. Измеряя величину поглощения на максимальной длине волны поглощения в спектрах собственного поглощения, можно идентифицировать компоненты и анализировать их концентрации. Этот метод называется анализом инфракрасного поглощения и использует полосовой фильтр, который эффективно пропускает только максимальную длину волны. Например, двуокись углерода имеет максимальную длину волны около 4,26 мкм. Для датчика, обнаруживающего углекислый газ, используется фильтр, который пропускает длину волны 4,26 мкм и блокирует другие нежелательные полосы (от диапазона видимого света до примерно 11 мкм).

Подробная информация о фильтрах для обнаружения газа (сайт дочерней компании AGC)

Фильтры для инфракрасных датчиков изображения

Сердцем современной системы видеонаблюдения являются ее инфракрасные камеры, а охлаждаемые датчики изображения, использующие элементы ртутно-кадмий-теллурид (MCT), используются уже много лет. Охлаждаемые датчики изображения чрезвычайно чувствительны, но корпуса должны храниться в вакууме и при низкой температуре, чтобы уменьшить тепловой шум. В 2000-х годах с использованием микроболометров были разработаны неохлаждаемые датчики изображения, которые могут работать даже при комнатной температуре. Они стали меньше и дешевле и стали использоваться в самых разных областях, таких как бытовая техника, предупреждение преступности, безопасность, медицинское обслуживание и автомобили. По сравнению с фильтрами для детекторов движения, описанными выше, фильтры, необходимые для датчиков инфракрасного изображения, характеризуются более широкой полосой отсечки, а также более широкой и высокой полосой пропускания, начиная примерно с 8 мкм. Охлаждаемые датчики изображения также должны сохранять свои рабочие характеристики при низких температурах. Наружная периферия фильтра, включая его боковые стороны, покрыта металлическим припоем для вакуумной герметизации. В зависимости от объекта одновременно используется полосовой фильтр с суженной полосой пропускания. Например, если вы используете полосовой фильтр, который соответствует спектрам поглощения токсичного газа, вы можете отобразить токсичный газ. Он может не только обнаруживать утечки токсичных газов, но и определять, где происходят утечки. В последние годы ведется активная разработка программного обеспечения для анализа и хранения данных, собранных датчиками, и использования их в качестве больших данных, а также алгоритмов повышения разрешения изображений. На торговых объектах и ​​вокзалах мы собираем данные о количестве посетителей и их маршрутах движения, используя эти данные для маркетинга и оценки пробок.

Подробная информация о фильтрах для инфракрасных датчиков изображения (сайт дочерней компании AGC)

Ультрафиолетовые лучи (УФ-С)

Среди ультрафиолетовых лучей диапазон длин волн короче 280 нм называется УФ-С. В повседневной жизни свет УФ-С поглощается озоновым слоем и не достигает земли, но обычно используется в области стерилизации и полупроводников.

Стерилизующие полосовые фильтры и просветляющие покрытия

Спектр поглощения ДНК и РНК (нуклеиновой кислоты) в клетках имеет максимум поглощения около 260 нм. Когда бактерии или вирусы облучаются ультрафиолетовыми лучами с длиной волны около 260 нм, а нуклеиновые кислоты поглощают свет, нуклеиновые кислоты повреждаются и деление клеток подавляется, что приводит к гибели. Оптические тонкопленочные продукты в области стерилизации включают просветляющие покрытия, которые эффективно пропускают свет, и полосовые фильтры, которые могут блокировать нежелательные длины волн.

Концептуальное изображение нуклеиновых кислот, поврежденных ультрафиолетовым светом

Нуклеиновые основания, из которых состоят нуклеиновые кислоты, поглощают ультрафиолетовые лучи, и структура двойной спирали разрушается.
При нарушении структуры невозможно правильно прочитать генетическую информацию из нуклеиновой кислоты.

Подробная информация о полосовом фильтре для УФ-стерилизации (сайт дочерней компании AGC)

Зеркала и просветляющие покрытия для источников света DUV

Среди УФ-C свет с длиной волны около 200 нм называется DUV (глубокий ультрафиолет) и используется в качестве источника света для систем дефектоскопии заготовок масок и фотошаблонов в процессах производства полупроводников.