Fa'amalama Optika Uamea: O Mea e Fa'agaoioia e Le'i Ta'ua i le Optika Sa'o

I totonu o faiga opitika sa'o ma faiga optoelectronic, e tofu vaega eseese ma se matafaioi faapitoa, e galulue faatasi e faataunuu ai galuega faigata. Talu ai ona o nei vaega e gaosia i auala eseese, e eseese foi a latou togafitiga i luga. I totonu o elemene e masani ona faaaogaina,faamalama opitikae tele ituaiga o faiga e maua mai ai. O se vaega e foliga mai e faigofie ae taua tele o lefaamalama opitika ua u'amea—e lē gata o le “leoleo” o le auala vaʻaia, ae o se mea moni foʻifa'agaoioiao le fa'atinoga o le polokalama. Se'i o tatou va'ava'ai toto'a atu i ai.

O le ā le faamalama opitika ua u'amea—ma aiseā e u'amea ai?

1) Fa'amatalaga

I se faaupuga faigofie, o sefaamalama opitika ua u'ameao se vaega opitika o lona substrate—e masani lava o tioata, silica ua fa'afefiloi, safaira, ma isi—e iai se vaega manifinifi (pe tele vaega) o u'amea (e pei o le Cr, Au, Ag, Al, Ni) ua fa'aputuina i ona pito po'o luga o vaega ua fa'atulagaina e ala i faiga fa'amama maualuga e pei o le fa'amamago po'o le sputtering.

Mai se faʻavasegaga lautele o le faʻamama, o faʻamalama uʻamea eleai"faamama opitika" masani. O fa'amama masani (e pei o le bandpass, long-pass) ua mamanuina e fa'asalalauina pe fa'ata'ita'i fa'apitoa ni fusi fa'a-spectral, ma suia ai le fusi o le malamalama.faamalama opitika, i se faafeagai, e puipuia muamua lava. E tatau ona faatumauinamaualuga le fesiitaigai luga o se fusi lautele (e pei o le VIS, IR, poʻo le UV) aʻo tuʻuina atuvavae ese ma le fa'amaufa'ailogaina o le siosiomaga.

E sili atu le sa'o, o se faamalama u'amea o sevasega fa'apitoao le faamalama opitika. O lona tulaga ese o loʻo taoto i lefa'ametalaina, lea e tuʻuina atu ai galuega e le mafai ona tuʻuina atu e se faʻamalama masani.

2) Aiseā e fa'ametala ai? Fa'amoemoega autū ma aogā

O le ufiufiina o se vaega e foliga manino i se uʻamea e le manino e ono foliga mai e feteenai ma le mea e masani ona mafaufauina, ae o se filifiliga atamai ma e faʻavae i luga o se faʻamoemoe. O le faʻapipiʻiina o se uʻamea e masani ona mafai ai le tasi pe sili atu o mea nei:

(a) Puipuiga o le fa'alavelave fa'aeletise (EMI)
I le tele o faiga fa'aeletoronika ma optoelectronic, o masini fa'alogo maaleale (e pei o le CCD/CMOS) ma lasers e vaivai i le EMI mai fafo—ma e mafai fo'i ona fa'asalalauina atu le fa'alavelave. O se vaega u'amea e fa'aauau pea ona tafe i luga o le fa'amalama e mafai ona galue e pei o sePa Faraday, e fa'ataga ai le malamalama e ui atu a'o poloka ai fanua RF/EM e le mana'omia, ma fa'amautu ai le fa'atinoga o le masini.

(b) Feso'ota'iga eletise ma le fa'a'ele'eleina
O le vaega ua u'amea e fa'avevela ai le eletise. I le fa'apipi'iina o se uaea i ai pe fa'afeso'ota'i i se pusa u'amea, e mafai ona e faia ni auala eletise mo elemene o lo'o fa'apipi'i i le itu i totonu o le fa'amalama (e pei o masini fa'avevela, masini e iloa ai le vevela, eletise) pe nonoa le fa'amalama i le eleele e fa'aitiitia ai le eletise ma fa'amalosia ai le puipuiga.

(c) Fa'amaufa'ailoga fa'amaufa'ailoga
O se faʻataʻitaʻiga autū lea o le faʻaaogaina. I masini e manaʻomia ai le maualuga o le vacuum poʻo se ea e le gaoioi (e pei o paipa laser, paipa photomultiplier, sensors aerospace), e tatau ona faʻapipiʻi le faʻamalama i se afifi uʻamea faʻatasi ai ma sefa'amaufa'ailoga tumau, e matua fa'atuatuainaFa'aaogainafa'apipi'i, o le pito u'amea o le faamalama ua fa'apipi'i i le pusa u'amea ina ia maua ai se tulaga sili atu ona mautu nai lo le pipii fa'apipi'i, ma mautinoa ai le mautu o le si'osi'omaga i se taimi umi.

(d) Avanoa ma ufimata
E lē manaʻomia ona ufiufi atoa le fogāeleele i le uʻamea; e mafai ona faia ni mamanu. O le tuʻuina o se ufi uʻamea ua faʻapitoa (e pei o se liʻo poʻo se sikuea) e faʻamatalaina tonu ai leavanoa manino, poloka le malamalama sē amana'ia, ma fa'aleleia ai le SNR ma le tulaga lelei o ata.

O fea e faʻaaogaina ai faʻamalama uʻamea

Fa'afetai i nei gafatia, o fa'amalama u'amea e fa'aaogaina lautele i so'o se siosiomaga e mana'omia ai:

• Puipuiga ma le vateatea:o tagata saili mo misila, uta o satelite, faiga IR e lele i le ea—lea e masani ai le gatete, tulaga vevela tetele, ma le malosi o le EMI. O le fa'ametalaina e aumaia ai le puipuiga, fa'amaufa'ailogaina, ma le talipupuni.

• Alamanuia ma suʻesuʻega maualuga:lasers malolosi, masini e iloa ai vaega ninii, masini e va'ai ai mea e gaogao, cryostats—o fa'aoga e mana'omia ai le malosi o le fa'amaoni i mea e gaogao ai, tete'e atu i fa'avevela, ma feso'ota'iga eletise fa'atuatuaina.

• Fa'afoma'i ma le saienisi o le ola:o mea faigaluega o loʻo i ai lasers ua tuʻufaʻatasia (e pei o flow cytometers) e tatau ona faʻamaufaʻailogaina le avanoa laser aʻo faʻasaʻoloto ese le ave.

• Fesootaiga ma le lagona:o vaega o le alava-optic ma masini e iloa ai le kesi e manuia mai le puipuiga o le EMI mo le mama o faailoilo.

Fa'amatalaga autū ma ta'iala e filifili ai

A fa'amaoti pe iloiloina fa'amalama opitika ua u'amea, taula'i i:

1. Mea fa'avae– Fuafuaina le faatinoga opitika ma faaletino:

• Tioata BK7/K9:taugofie; fetaui ma mea e vaaia.

• Silica ua fa'afefiloi:maualuga le fesiitaiga mai le UV i le NIR; maualalo le CTE ma le mautu lelei.

• Safaira:matuā malo lava, e tete'e atu i le valu, e mafai ona tete'e atu i le vevela maualuga; e lautele le aoga o le UV–ogatotonu o le IR i siosiomaga faigata.

• Si/Ge:e masani lava mo fusi IR.

2. Avanoa manino (CA)– O le vaega ua fa'amaonia e ausia fa'amatalaga fa'apitoa o le va'aiga. O vaega ua u'amea e masani ona i fafo (ma e sili atu le lapo'a nai lo) le CA.

3. Ituaiga ma le mafiafia o le fa'ametalaina–

• Cre masani ona fa'aaogaina mo avanoa e poloka ai le malamalama ma o se fa'avae e pipii/fa'amau ai.

• Aue maua ai le maualuga o le tete'e atu i le conductivity ma le oxidation mo le soldering/brazing.
  Mafiafia masani: sefulu i le selau o nanometers, ua faia faapitoa mo le galuega.

4. Fesiitaiga– Pasene o le saoasaoa i luga o le fusi fa'amoemoeina (λ₁–λ₂). E mafai e fa'amalama fa'atinoga maualuga ona sili atu i lo99%i totonu o le fusi o le mamanu (faatasi ai ma ufiufi AR talafeagai i luga o le avanoa manino).

5. Fa'amautuga– Taua tele mo faamalama ua fa'apipi'iina; e masani ona fa'amaonia e ala i su'ega o le tafe o le helium, fa'atasi ai ma fua fa'atatau o le tafe e pei o< 1 × 10⁻⁸ cc/s(atm Ia).

6. Feso'ota'iga o le fa'amau– E tatau ona susu le faaputuga uʻamea ma pipii lelei i mea faʻatumu ua filifilia (e pei o le AuSn, AgCu eutectic) ma e teteʻe atu i le taamilosaga o le vevela ma le faʻalavelave faʻamekanika.

7. Tulaga lelei o le fogāeleele– Vali-Eli (e pei o le,60-40pe sili atu); o numera laiti e faʻaalia ai ni faʻaletonu e itiiti ifo/mama.

8. Ata o le fogāeleele– O le eseesega o le lamolemole, e masani ona faʻamaoti mai i galu i se galu ua tuʻuina atu (e pei o le,λ/4, λ/10 @ 632.8 nm); o tau laiti o lona uiga o le sili atu ona mafolafola.

O le mea taua

O fa'amalama opitika u'amea e tu i le nexus ofaatinoga opitikamagaluega fa'amekanika/eletiseLatou te sili atu nai lo na o le faʻasalalauina, e fai mapa puipui, talita EMI, feso'ota'iga fa'amautu, ma alalaupapa eletiseO le filifilia o le fofo sa'o e mana'omia ai se su'esu'ega tau fefa'ataua'iga i le tulaga o le faiga: E te mana'omia le conductivity? Brazed hermeticity? O le a le operating band? O le a le mamafa o avega o le siosiomaga? O tali e ta'ita'ia ai le filifilia o le substrate, metallization stack, ma le auala e fa'agasolo ai.

O le tuufaatasiga tonu lava lea osa'o o le fua fa'atatau laiti(sefulu nanometa o ata tifaga uʻamea faʻainisinia) mamalosi fa'atele(e onosa'i i eseesega o le mamafa ma suiga tetele o le vevela) lea e avea ai fa'amalama opitika u'amea ma mea e le mafai ona fa'aaogaina"Fa'amalama sili ona lelei"—fa'afeso'ota'i le vaega va'ai ma'ale'ale ma tulaga sili ona faigata o le lalolagi moni.