ZWIERCIADŁA WYMAGANIA STAWIANE ZWIERCIADŁOM

HTML
DOWNLOAD

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "ZWIERCIADŁA WYMAGANIA STAWIANE ZWIERCIADŁOM"

Alicja Jankowska
8 lat temu
Przeglądów:

1 ZWIERCIADŁA WYMAGANIA STAWIANE ZWIERCIADŁOM. Współczyk odbca R ~ 90%.. Odpore mechacze o dostatecze dużej adhezj do podłoża. 3. Stable w czase. PODZIAŁ ZWIERCIADEŁ ZE WZGĘDU NA ZASTOSOWANIE (a) Zwercadła do urządzeń optyczych (zwercadła zewętrze) (b) Zwercadła kosmetycze (zwercadła wewętrze) ZWIERCIADŁA DO URZĄDZEŃ OPTYCZNYC I. ZWIERCIADŁA METAOWE Współczyk odbca zwercadeł cekowarstwowych zawsze wyższy ż współczyk odbca dla powerzch wypolerowaych wykoaych z tych samych metal. II. ZWIERCIADA METAOWE POKRYTE WARSTWĄ DIEEKTRYCZNĄ Ceka warstwa delektrycza o grubośc d λ peł rolę zabezpeczea mechaczego oraz zwększa współczyk odbca, p.: Al AlO3 ( λ ) Al MgF ( λ ), CeO ( λ ) III. ZWIERCIADŁA DIEEKTRYCZNE

2 Ad I. ZWIERCIADŁA METAOWE [Al] - powszeche stosowae zalety: duże odbce w zakrese UV, obszaru wdzalego, podczerwe (IR), dobra adhezja do welu materałów, także tworzyw, a powerzch tworzy sę samorzute warstwa zabezpeczająca tleku Al, łatwość tworzea pokryca wykoaego z Al. [Ag] ajwyższy współczyk odbca (95 99%) w obszarze wdzalym (spośród zaych metal). Wada podstawowa: ulega zmatoweu przy ekspozycj w powetrzu (tworzy sę sarczek srebra). Moża stosować w praktyce przez klka mesęcy, po czym warstwę aparować poowe. [Au] złoto jest prawdopodobe ajlepszym materałem a zwercadła pracujące w podczerwe. Wady: odbce gwałtowe spada pożej λ 0, 7 µ m warstwy złota a szkle: mała adhezja twardość podate a uszkodzea mechacze (w praktyce dla zwększea adhezj stosuje sę Cr Au lub NCr Au) [Rh][Pt] współczyk odbca zacze ższy ż Au lub Ag. W obszarze wdzalym awet R<80%. Zalety: bardzo duża adhezja, bardzo duża odporość a korozję czyk atmosferycze, stable w czase.

3 Zależość współczyka odbca R od długośc fal λ dla różych metal.

4 AD II. ZWIERCIADŁA METAOWE Z POKRYCIEM DIEEKTRYCZNYM Jak zwększyć współczyk odbca dla zwercadeł metalowych? przez pokryce metalu układem warstw o grubośc optyczej ( λ ) p.: przykład: (Al) 0,8 5,99 (MgF ),38 (CeO ) Rys. Zależość współczyka odbca R od długośc fal λ dla czystego alumum oraz dla alumum z aesoym dwoma param ćwerćfalowych warstw MgF CeO.

5 Kedy wysoka wartość współczyka odbca ( R blske 00%) ma stote zaczee? w bardzej skomplkowaych przyrządach optyczych gdze mamy wele odbć:

6 Ad.III. ZWIERCIADŁA DIEEKTRYCZNE Dla zwercadeł metalowych mamy: R T A gdze: R-odbce, T - trasmsja, A absorpcja. Poeważ A 0 mamy straty eerg padającej >>agrzewae sę lustra. Moża wykoać zwercadła o wysokm R oraz A 0 w oparcu o pokryca delektrycze (bezabsorpcyje). dea : 0s R max dla 0s d (m λ )

7 Współczyk odbca zwercadeł delektryczych wykoaych a baze rożych materałów obszar wdzzly podczerweń dla szkła,5 R % szkło ( λ ) ZS,35 R 33% szkło ( λ ) TO,6 R 0% szkło ( λ ) szkło ( λ ) S 3,6 R 63% Ge R 69% szkło ( λ ) Te 5 R 79% Wosek:. Aby zwększyć odbce śwatła od delektryka ależy go pokryć warstwą o wysokm współczyku odbca >moża zwększyć odbce do R ~ 80%.. Aby uzyskać współczyk odbca R~90% ależy stosować welowarstwowe pokryca delektrycze.

8 WIEOWARSTWOWE ZWIERCIADŁA DIEEKTRYCZNE IDEA > ależy wykoać pokryca podłoża eparzystą loścą warstw ( 3,5,7,9...) w/g schematu: przy czym:,3,5,7... ) ( λ m d ) ( λ m d m,,3,.. Wypadkowy współczyk odbca takego układu /Epste Turer/: max s o s o s o s o R Nech: eff -efektywy współczyk załamaa (wysok), wówczas: Uwaga! Welowarstwowe pokryce zastępujemy jedą warstwą!!!

9 R max eff eff o o s s Przykład: Zwercadło delektrycze a dł. fal 0,6 µm a baze: ZS ( ZS,3) kroltu: Na 3 AlF 6 (,3) a podłożu szklaym s,5. warstwa D R 3%,3 3 warstwy D R 69,5% eff 3,9 5 warstw D R 89,% eff 6,7 7 warstw D R 96,% eff, 9 warstw D R 98,8% eff 9, Krzywe teoretycze R(λ) dla zwercadeł delektryczych o różej lośc warstw (3,5,7,9), λ każda, λ max 60 m. o grubośc optyczej ( )

10 Zależość λ R 0 dla układu 9 ( ) :,35 ( ZS ),,35 ( Na3 AlF6 ) λ λ. Szerokość pasm o wysokm współczyku odbca wyos: g π s, gdze λ 0 g. λ czyl dla: -szej strefy: 3-cej strefy: 5-tej strefy: g 3 g 5 g ZWIERCIADŁA DIEEKTRYCZNE PODSUMOWANIE: ) Dla welowarstwowych pokryć delektryczych moża uzyskać bardzo wysoke współczyk odbca R ~ 00%. )Absorpcja dla zwercadeł delektryczych A 0! Może występować jedak rozpraszae dyfuzyje śwatła a welu warstwach zwercadła, które powoduje, że R T <. W praktyce A0,05 0,% zwązaa z rozpraszaem dyfuzyjym. 3)Zwercadła delektrycze pracują w określoych przedzałach wdma. ) Wypadkowy współczyk odbca welowarstwowego zwercadła delektryczego zależy od lośc użytych warstw, o grubośc optyczej d ( λ ) Jeśl to R

11 ZWIERCIADŁA ZASTOSOWANIA.Zwercadła o współczyku odbca R 00% warstw p.: R 99,9% (Sb S 3 ),7, dla λ µm (CaF ), warstw p.: dla λ 0,63µm R 99,8% (ZS),3, (ThOF ),5.Fltry terferecyje a)metalowe: Warstwy półprzepuszczale b) delektrycze: Rys. Fltr metalowy Rys. Fltr delektryczy

12 3.Zwercadła półprzepuszczale Rys. Zwercadło półprzepuszczale (dzelk śwatła). Zwercadła laserowe Rys. Układ zwercadeł w laserze. 5. Zme lustra Cold ght Reflectors (-CR-) dea: Rys. Zwercadło projektora flmowego.

13 Wymagaa stawae zmym lustrom: ) Wysok współczyk odbca w obszarze wdzalym wdma dla (00 < λ < 700 m) R > 95 98%. ) Wysok współczyk trasmsj dla podczerwe, tj. dla λ m. 3) Absorpcja rozpraszae w warstwach < % ) Duża stablość termcza warstw dla T > C. 5) Czas życa ~ 5000 h. W praktyce aparowuje sę lustra 9 3 warstwowe (komproms mędzy stawaym wymagaam a stopem złożoośc lustra) Przykład: - warstwowe zme lustro: Rys. Rozkład warstw dla - warstwowego zmego lustra a podłożu szklaym. Vs IR Rys. Charakterystyka spektrala zmego lustra.

14 6.Welowarstwowe zwercadła dla podczerwe IR REFECTING MUTIAYER FIMS Rys. Charakterystyka spektrala zwercadła dla podczerwe Zastosowae:w celu zwększea wydajośc źródeł śwatła UWAGA: wększość eerg wypromeowaej przez lampy halogeowe przypada a obszar podczerwe >>lampy są wec mało-wydaje Vs Rys. Charakterystyka spektrala welowarstwowego zwercadła delektryczego zwększającego odbce śwatła w podczerwe. - współczyk odbca promeowaa podczerwoego ~ 80%! - współczyk przepuszczalośc dla obszaru wdzalego>90%

15 Promeowae podczerwoe po odbcu od zwercadła ogskowae a włóke lampy halogeowej > astępuje wzrost temperatury włóka!!! Moża zaoszczędzć ~ 0% eerg elektryczej przy tym samym strumeu śwatła! Przykład: źródło 00W (ze zwercadłem) <> źródło 500 W źródło 50 W (ze zwercadłem) <> źródło 300 W Rys. Żarówka dla lumatorów z welowarstwowym zwercadłem delektryczym. W praktyce wytwarza sę 3 typy zmych luster: mękke zme lustra (soft CR) MgF MgF (,35) / ZS (,8) półtwarde zme lustra (sem hard CR) SO (,6) / ZS (,8) twarde zme lustra (hard CR) SO (,6) / TO (,) (Najlepsze parametry tz. chemcza fzycza stablość, dług czas życa) Zastosowae zmych luster a.projektory dla kotechk, projektory dla slajdów oraz mkroflmów, b.dla układów ośwetlających a salach operacyjych, ośwetlacze detystycze, c.w edoskopach śwatłowodowych, d.w ośwetlaczach mkroskopowych, Zabezpeczae przed przegrzaem tkaek bologczych Uwaga: Wprowadzee lamp halogeowych do 5-cm reflektorów spowodowało wzrost zapotrzebowaa a zme lustra ~ szt./rok! Rys. Reflektor halogeowy z zmym lustrem

16 7.Zwercadła samochodowe a) klasycze zwercadła: płaske, sferycze asferycze Rys. Przykładowe kostrukcje zwercadeł samochodowych b) o regulowaym współczyku odbca sta : R 70% dla U 0 V sta : R 0% dla U, V Rys. Układ zwercadła samochodowego o regulowaym współczyku odbca śwatła

Podobne dokumenty

CIENKIE WARSTWY prof. dr hab. inż. Krzysztof Patorski

CIENKIE WARSTWY prof. dr hab. inż. Krzysztof Patorski Nakładając na pewne podłoże (np. powierzchnię soczewki) kilka warstw dielektrycznych (przez naparowanie / napylenie) o odpowiednio dobranych współczynnikach