Tru?ng

1
Tru?ng ÐHKH T? NhiênKhoa V?t Lý
Các lo?i màng quang h?c
GVHD T.S LÊ VU TU?N HÙNG HV LÊ NGUY?N B?O
THU
2
L?CH S? MÀNG QUANG
GUONG VENETIAN
FRAUNHOFER
A.FRESNEL
3
Nam 1899 Lý thuy?t Fabry-Perot ra d?i
. Lý thuy?t co b?n này miêu t? s? nhi?u c?a t?ng
sóng c?c b? ph?n x? t? hai b? m?t quang h?c song
song, các l?p v?t li?u di?n môi khác nhau du?c
l?ng d?ng trên m?t chu?i xác d?nh trên b? m?t c?a
thành ph?n quang h?c. Ít nh?t hai l?p v?t li?u
v?i chi?t su?t khác nhau ph?i du?c ch?n l?a d?
di?u ch?nh hàm truy?n ph? c?a l?p s?p x?p theo
qui trình xác d?nh
4
Hi?u quang l?
Ð? ph?n x? d?
5
QWOT quarter wave optical thickness

• Ð? dày D c?a l?p (tính theo QWOT)

V?i m?t l?p don dày 1 QWOT
V?i m?t l?p don dày 2 QWOT
6
Ma tr?n hình th?c (matrix formalism)

• Các y?u t? c?a ma tr?n don l?p Mi có th? thu du?c
  t? các di?u ki?n biên trong c?u trúc l?p liên
  quan d?n cu?ng d? di?n tru?ng (Ei-1) và t?
  tru?ng (Hi-1) ? m?t tru?c và các giá tr? cu?ng d?
  tru?ng (Ei và Hi) ? d?ng sau c?a l?p

7
MÀNG QUANG H?C

• Màng quang h?c g?m m?t hay nhi?u l?p v?t li?u
  m?ng ph? trên m?t thi?t b? quang h?c nhu th?u
  kính hay guong, nh?ng thi?t b? cho phép bi?n d?i
  du?ng di c?a ánh sáng ph?n x? hay truy?n qua.
• Các lo?i màng quang h?c chính
• Màng ch?ng ph?n x?
• Màng ph?n x? cao
• Màng d?n di?n truy?n qua
• Màng l?c ánh sáng

8
MÀNG PH?N X? CAO

• Màng ph?n x? cao (HR) là m?t màng hay h? th?ng
  màng ph? trên m?t b? m?t d? làm tang s? ph?n x?
  toàn b? c?a b? m?t d?.

Màng kim lo?i
Màng ph?n x?
Màng di?n môi
9
Màng kim lo?i

• Màng kim lo?i du?c s? d?ng ch? y?u d? hu?ng ánh
  sáng trong m?t h? quang h?c, và du?c s? d?ng
  trong h?u h?t các h? th?ng quang hi?n nay, và là
  thi?t b? làm bi?n d?i tính ph?n x? kinh t? nh?t.
• Màng kim lo?i có th? du?c dùng trong m?t d?i
  sáng r?ng, nhung có xu hu?ng d? v? và khó làm
  s?ch.
• Các kim lo?i du?c s? d?ng ph? bi?n nh?t cho các
  b? m?t ph?n x? cao là Nhôm (Al), Vàng (Au), B?c
  (Ag).

HR
10
Metals Average Reflectivity Vis / IR Regions of high Absorption Comments
Aluminum 92 / 98 700-950nm Sensitive deposition parameters necessary to prevent "Blueing" (scatter in visible).  Thin layer of Al2O3 forms on surface.
Gold 94 / 98 300-550nm Adhesion issues with glass. Very soft surface.  Use Chrome as binderlayer.
Silver 95 / 98 UV Issues with tarnishing.  Very soft surface.
11
MÀNG ÐI?N MÔI

• Màng di?n môi bao g?m các l?p m?ng làm b?ng
  v?t li?u di?n môi có tính truy?n qua, du?c ph?
  trên m?t b? m?t. Ch?c nang c?a chúng là tang
  cu?ng tính ph?n x? c?a b? m?t b?ng cách l?i d?ng
  s? giao thoa c?a tia ph?n x? t? nhi?u b? m?t
  quang h?c.

Các v?t li?u thu?ng s? d?ng là SiO2, TiO2, Al2O3
and Ta2O5, và h?p ch?t c?a Flour nhu MgF2, LaF3
and AlF3
12
MÀNG ÐI?N MÔI

• Thi?t k? ph?n x? cao d?a trên các l?p chi?t su?t
  cao và th?p xen k? nhau, nH và nL , do dó m?t
  vùng d?ng (hay khu v?c ph?n x? cao) du?c t?o ra
  xung quanh bu?c sóng m?u . Ki?u thi?t k? ? d?ng
  co b?n nhu sau

Môi tru?ng / (HL)m H/ Ð? v?i m là s? c?p da
l?p
13

• Thi?t b? ph?n x? cao có vùng d?ng di?u hòa ?
  v? trí th? nh?t và các vùng d?ng di?u hòa ? các
  bu?c sóng ng?n hon. ? gi?a vùng d?ng di?u hòa là
  m?t khu v?c du?c bi?t nhu vùng xuyên qua noi mà
  ánh sáng truy?n qua và không ph?n x? l?i.
• Ð?i v?i thi?t k? co b?n này không có vùng
  d?ng th? hai hay th? tu.

14
Công th?c tính d? ph?n x?
Công th?c tính s? c?p l?p
15
?ng d?ng
Máy photocopy Ðèn xe Kính vi?n v?ng Kính tru?t
tuy?t H? th?ng laser Ðia CD
16
MÀNG CH?NG PH?N X? (AR)

• Màng ch?ng ph?n x? du?c dùng d? làm gi?m s? ph?n
  x? trên b? m?t.

Gi? s? có th? di?u khi?n chính xác d? dày l?p ph?
là 1 QWOT). Ð? ph?n x? là nh? nh?t khi
v?i n1 chi?t su?t c?a l?p m?ng, n0 và nS
là chi?t su?t c?a hai môi tru?ng
17
So sánh s? truy?n ánh sáng trên b? m?t có ph? l?p
ch?ng ph?n x? và không ph?.
Không ph? l?p ch?ng ph?n x?
Ph? l?p ch?ng ph?n x?
18
Màng AR m?t l?p

• Ti?n ích giá thành th?p, tính l?p l?i cao, d?
  th?c hi?n.
• H?n ch? vùng ho?t d?ng h?p, khó tìm th?y v?t
  li?u chi?t su?t th?p b?n.
• V?t li?u màng là các ch?t di?n môi chi?t su?t
  th?p MgF2, Na3AlF6, CaF2, LiF2

19
MÀNG AR 2 L?P (MÀNG V)

• Ti?n ích có nhi?u s? l?a ch?n v?t li?u hon, tinh
  vi hon, d? s?n xu?t
• H?n ch? vùng ho?t d?ng h?p.

20
MÀNG AR 3 L?P

• M?t trong nh?ng thi?t k? ba l?p thông d?ng
  và don gi?n là QHQ hay Quarter Half-Quarter.M?u
  QHQ nhu sau
• Th?y tinh / M 2H L
• M 1 QWOT c?a v?t li?u chi?t su?t trung bình
  (vdAl2O3)
• 2H 2 QWOT hay HWOT c?a m?t v?t li?u chi?t su?t
  cao (vd ZrO2)
• L1 QWOT c?a m?t v?t li?u chi?t su?t th?p (vd
  MgF2 hay SiO2), hình th?c c?a m?t QHQ MAl2O3,
  HZrO2

21
?ng d?ng
Th?u kính trong máy ?nh, kính hi?n vi, kính vi?n
v?ng, ?ng nhòm Kính deo m?t Ð?ng h? Thi?t b?
di?n t? (Ði?n tho?i, PVD)
22
Màng d?n truy?n qua (Transparent conductive
coating TC)

• Màng d?n truy?n qua du?c s? d?ng trong các ?ng
  d?ng mà di?u quan tr?ng là vi?c màng d?n di?n
  ho?c làm tan di các di?n tích tích t?.
• Có hai lo?i chính Màng ITO
• Màng TCO

23
Màng ITO ( Indium Tin Oxide )

• - Màng có d? truy?n qua cao ( 80 - 90 ).
• Ph?n x? m?nh d?i v?i ánh sáng h?ng ngo?i ( ?ng
  d?ng ph? lên b? m?t kính, cho phép ánh sáng
  truy?n qua nhung gi? l?i nhi?t bên trong hay bên
  ngoài tùy m?c dích s? d?ng ).
• Ð? d?n di?n t?t.
• ? ?ng d?ng r?ng rãi trong trong linh v?c quang
  di?n t? LCD, pin m?t tr?i, diod phát quang,

24
Màng ITO ( Indium Tin Oxide )
Tính ch?t quang c?a màng ITO t?o b?ng pp phún x?
Ð? truy?n ph? thu?c vào c?u trúc cung nhu hình
thái b? m?t màng ( d? truy?n qua gi?m khi d? dày
màng tang )
25
Màng l?c (FILTER)
Là lo?i màng du?c s? d?ng d? l?c và cho nh?ng ánh
sáng nh?t d?nh di qua.
Uu di?m - Tính ch?t l?c t?t hon, thi?t b? quang
ph? l?p l?c giao thoa ít m?t mát nhi?t hon các
màng l?c thông thu?ng

• Nhu?c di?m
• Giá thành cao

Filter
26
Tài li?u tham kh?o

• F.Trager (Editor),Handbook of Laser and
  Optics,,Springer,USA,2007.
• Optical thin film application, Opto-Precision
  Application Note A003, 2003
• Các website
• http//en.wikipedia.org/wiki/Optical_coating
  column-onecolumn-one
• http//hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/HBASE/phy
  opt/antiref.html
• http//www.rp-photonics.com/dielectric_coating
  s.htm
• http//www.kruschwitz.com/HR's.htm
• http//www.opcolab.com/page130.html

27
THANKS FOR ATTENTION!
28

• Chúng tôi dã d?ch du?c m?t s? chuong c?a m?t s?
  khóa h?c thu?c chuong trình h?c li?u m? c?a hai
  tru?ng d?i h?c n?i ti?ng th? gi?i MIT và Yale.
• Chi ti?t xin xem t?i
• http//mientayvn.com/OCW/MIT/Vat_li.html
• http//mientayvn.com/OCW/YALE/Ki_thuat_y_sinh.html