光學濾光片壽命與哪些因素相關

2023-07-31 13:19| 發布者: | 查看: |

西格瑪光機濾光片種類繁多,其特性也被劃分得非常細,選型及使用都非常方便,可以提高光學實驗的精度。但,大家也會(hui) 考慮到一個(ge) 問題:那就是光學濾光片可以使用多久與(yu) 哪些因素有關(guan) 呢?

短波長透過濾光片
短波長透過濾光片

在過去的三十年裏,研究人員已在光學塗層和光學組裝技術方麵積累了豐(feng) 富的工作知識。在此期間,進行了全麵的開發計劃,以調查和了解產(chan) 品故障的原因,並對設計進行了改進,以消除過早的產(chan) 品故障,產(chan) 品故障的主要原因概述如下:

層壓產(chan) 品-物理分離

所有層壓光學組件失效的主要原因是組件元件之間的結合失效。粘結線失效初表現為(wei) 濕氣滲透點的“羽狀化”。羽毛狀外觀是粘合材料與(yu) 基底不均勻分離造成顏色變化的結果。在相當長的一段時間內(nei) ,分離過程可以繼續在整個(ge) 基板區域上延伸,允許基板與(yu) 組件的其餘(yu) 部分分離。然而,物理分離並不意味著光譜失效。許多光學組件是由穩定、堅硬的塗層製成的,這些塗層不受濕氣變化的影響。即使在完全分離之後(隻要元件在光路內(nei) 被機械捕獲),這些類型的組件也可以繼續實現接近原始水平的光譜性能。物理分離的過程可能由許多因素造成。

工藝因素:

基板清洗

粘合過程溫度

粘合材料混合

固化過程溫度

粘合線厚度控製

材料因素:

材料防潮性-固化

材料化學穩定性-未固化

材料保質期控製

環境因素:

在高溫下暴露於(yu) 循環高濕度環境

長時間接觸溶劑和水

在上述因素中,除環境因素外,所有因素都可以由製造商控製。由於(yu) 缺乏控製環境因素的能力,需一直持續開發新材料和工藝,以提高環境耐久性,並為(wei) 製成品建立統計上可靠的可靠性檔案。這些程序確保使用者能夠獲得新的技術和有關(guan) 使用壽命的準確信息。

薄膜降解-水分誘導

軟塗層技術中使用的大多數蒸發化學品在暴露於(yu) 水中時表現出一定的分解敏感性。易感性的程度變化很大,從(cong) 銀中發現的高水平到硫化鋅的低水平。因此,如果要實現塗層的大使用壽命,由這些材料製造的塗層需要一定程度的防潮保護。當濕氣與(yu) 易受濕氣損壞的塗層材料接觸時,層壓光學元件中的薄膜會(hui) 退化。當水分滲入塗層材料時,塗層開始變色,通常從(cong) 高度反射變為(wei) 渾濁。隨著薄膜的物理退化,光譜性能也將開始退化,但速度要慢得多。在加速壽命測試中,觀察到薄膜表現出嚴(yan) 重的物理退化,但光譜性能沒有退化。

在可能的情況下,軟塗層產(chan) 品采用劃線邊框製造,可提供優(you) 質的防潮密封。然而,在某些情況下,由於(yu) 尺寸限製或極端的集成塊要求,劃線邊界無法納入設計。在這些情況下,將根據指定的使用壽命要求和成本目標,使用對濕度較低的軟塗層或適當的硬塗層來設計產(chan) 品。

環氧樹脂負感現象

某些環氧樹脂體(ti) 係由於(yu) 長時間暴露於(yu) 強紫外線能量而表現出相對較低的抗降解性。這種類型的降解通常僅(jin) 在使用紫外線透射基板製造的部件上發現,例如紫外線濾光片。這些環氧樹脂中的光化學變化導致樹脂的紫外線透射率降低,從(cong) 而導致濾光片組件透射率降低。使用改進的穩定性、紫外線透射環氧樹脂和我們(men) 的氬隙工藝方法克服這一問題的產(chan) 品設計。

物理退化-硬質塗層

大多數硬質塗層的設計和製造都能抵抗裝配和使用過程中搬運造成的損壞,並能承受長期暴露在不利環境條件下的影響。這些塗層缺乏保護,造成了塗層失效通常在短時間內(nei) 發生,並且本質上是災難性的。

典型的失效形式包括塗層破裂、龜裂、剝落和起泡。薄弱的塗層可能表現出較差的附著力或較差的耐磨性。硬塗層技術高度依賴於(yu) 工藝。用於(yu) 製造硬塗層的多種工藝中的任何一種工藝的任何變化都可能導致災難性的塗層失效。幸運的是,在產(chan) 品裝運前完成環境可靠性測試後,這些類型的故障通常會(hui) 變得明顯。

一些硬塗層可以被層壓,但在這些情況下,層壓過程通常被用來形成組件或提供光譜穩定性,而不是為(wei) 塗層提供保護。

所有的硬質塗層在裝運前都需經過環境可靠性測試,以確保產(chan) 品達到其設計壽命。此外,需保持連續的過程控製數據,以確保所有硬塗層過程保持在統計控製範圍內(nei) ,從(cong) 而顯著降低災難性故障的概率。

通過上述內(nei) 容,我們(men) 可以發現,影響光學元件含光學濾光片的壽命因素還是非常多,而具體(ti) 可以使用多久?這些也是需要符合設計指標,在相對應的光源參數內(nei) ,其使用壽命是可以得到很好的提升。


 
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