Оптик җепселләр җитештерү өчен кулланылган материал җиңел энергияне үзләштерә ала. Оптик җепсел материалларындагы кисәкчәләр җиңел энергияне үзләштергәннән соң, алар тибрәнү һәм җылылык ясыйлар, һәм энергияне тараталар, нәтиҗәдә үзләштерү югалалар.Бу мәкалә оптик җепсел материалларының үзләштерү югалтуын анализлаячак.
Без беләбез, матдә атомнардан һәм молекулалардан тора, һәм атомнар атом ядрәләреннән һәм билгеле бер орбитада атом ядрәсе тирәсендә әйләнүче атраннардан тора. Бу без яшәгән Earthиргә охшаган, Венера һәм Марс кебек планеталар барысы да Кояш тирәсендә әйләнәләр. Eachәрбер электронның билгеле күләмдә энергиясе бар һәм билгеле бер орбитада, яки башкача әйткәндә, һәр орбитаның билгеле бер энергия дәрәҗәсе бар.
Атом ягына якынрак орбиталь энергия дәрәҗәсе түбәнрәк, ә атом үзәгеннән ерак урнашкан орбиталь энергия дәрәҗәсе югарырак.Орбиталар арасындагы энергия дәрәҗәсе аермасының зурлыгы энергия дәрәҗәсе аермасы дип атала. Электроннар түбән энергия дәрәҗәсеннән югары энергия дәрәҗәсенә күчкәндә, алар энергия дәрәҗәсен тиешле энергия аермасында үзләштерергә тиеш.
Оптик җепселләрдә, билгеле бер энергия дәрәҗәсендәге электроннар энергия дәрәҗәсе аермасына туры килгән дулкын озынлыгы нурлары белән нурлангач, аз энергияле орбиталларда урнашкан электроннар югары энергия дәрәҗәсе булган орбиталларга күчәчәк.Бу электрон яктылык энергиясен сеңдерә, нәтиҗәдә яктылык үзләштерелә.
Оптик җепселләр, кремний диоксиды (SiO2) җитештерү өчен төп материал үзе яктылыкны үзләштерә, берсе ультрафиолет үзләштерү, икенчесе инфракызыл үзләштерү дип атала. Хәзерге вакытта оптик оптик элемтә, гадәттә, дулкын озынлыгы 0,8-1,6 мм диапазонында эшли, шуңа күрә без бу эш өлкәсендәге югалтулар турында гына сөйләшәчәкбез.
Кварц пыяладагы электрон күчү аркасында барлыкка килгән үзләштерү иң югары ультрафиолет өлкәсендә дулкын озынлыгы якынча 0,1-0,2 мм. Дулкын озынлыгы арта барган саен, аның үзләштерүе әкренләп кими, ләкин тәэсир ителгән мәйдан киң, дулкын озынлыкларына 1 μ мнан җитә. Ләкин, УВ сеңдерү инфракызыл төбәктә эшләүче кварц оптик җепселләренә аз тәэсир итә. Мәсәлән, 0,6 μ м дулкын озынлыгында күренгән яктылык өлкәсендә ультрафиолетның үзләштерүе 1dB / кмга җитә ала, ул 0,8 μ м дулкын озынлыгында 0,2-0,3ДБ / кмга кадәр кими, һәм 1,2 μ м дулкын озынлыгында якынча 0.1dB / км.
Кварц җепселенең инфракызыл үзләштерү югалуы инфракызыл төбәктәге материалның молекуляр тибрәнүе аркасында барлыкка килә. 2 μ м өстендә ешлык полосасында берничә тибрәнү үзләштерү биеклеге бар. Оптик җепселләрдә төрле допинг элементларының йогынтысы аркасында, кварц җепселләренең ешлык полосасында аз югалту тәрәзәсе булу мөмкин түгел. 1,85 μ м дулкын озынлыгында теоретик лимит югалту ldB / км.Тикшеренүләр аша шулай ук кварц пыялада проблема тудыручы кайбер "җимергеч молекулалар" барлыгы ачыкланды, нигездә бакыр, тимер, хром, марганец һ.б. зарарлы металл пычраклар. Бу "вилайннар" яктылык яктылыгы астында яктылык энергиясен комсыз рәвештә үзләштерәләр, сикерәләр һәм сикерәләр, яктылык энергиясен югалталар. \ "Проблемалы кешеләрне" бетерү һәм оптик җепселләр җитештерү өчен кулланылган материалларны химик чистарту югалтуларны киметергә мөмкин.
Кварц оптик җепселләрендә тагын бер үзләштерү чыганагы - гидроксид (OH -) фазасы. Гидроксидның җепселнең эш полосасында өч үзләштерү ноктасы барлыгы ачыкланды, алар 0,95 μ м, 1,24 μ м, һәм 1,38 μ м. Алар арасында 1,38 μ м дулкын озынлыгында үзләштерү югалуы иң каты һәм җепселгә иң зур йогынты ясый. 1,38 μ м дулкын озынлыгында, бары тик 0.0001 эчтәлеге булган гидроксид ионнары үзләштергән иң зур югалту 33dB / км га кадәр.
Бу гидроксид ионнары каян килә? Гидроксид ионнары күп. Беренчедән, оптик җепселләр җитештерү өчен кулланылган материалларда дым һәм гидроксид кушылмалары бар, аларны чималны чистарту процессында чыгару авыр, ахыр чиктә оптик җепселләрдә гидроксид ионнары булып кала. Икенчедән, оптик җепселләр җитештерүдә кулланылган водород һәм кислород кушылмалары аз күләмдә дымны үз эченә ала; Өченчедән, химик реакцияләр аркасында оптик җепселләр җитештерү процессында су барлыкка килә; Дүртенчесе - тышкы һаваның керүе су парларын китерә. Ләкин хәзер җитештерү процессы шактый дәрәҗәгә күтәрелде, һәм гидроксид ионнары күләме түбән дәрәҗәгә кадәр киметелде, оптик җепселләргә йогынтысын игътибарсыз калдырырга мөмкин.
Пост вакыты: 23-2025 октябрь