ТГц просветляющие покрытия

Скачать статью ТГц просветляющие покрытия (PDF, 288 KB)

Как известно, невысокое пропускание кристаллических материалов (пропускание высокоомного кремния составляет около 54%, а кристаллического кварца  - около 70%) обусловлено большими потерями на отражение. Потери могут быть уменьшены с помощью просветляющего покрытия.

Тидекс предлагает нанесение париленового покрытия. Технология нанесения парилена на плоские поверхности в микроэлектронике хорошо известна. Улучшив ее, мы добились качественного нанесения покрытия на оптические поверхности, как плоские, так и сферические. 

Диапазон длин волн просветления задается заказчиком. Возможно изготовление просветляющих покрытий на различные диапазоны, лежащие в интервале от 60 до 1300 мкм.

Мы предлагаем следующие просветляющие покрытия:

1. Двустороннее просветляющее покрытие.
Двустороннее просветляющее покрытие используется для окон и менисковых линз. 

Благодаря покрытию пропускание высокоомного кремния оказывается не менее 90% на длине волны, на которую было центрировано покрытие.

В качестве примеров приведены спектры пропускания окон из кремния и кварца с париленовым покрытием, а также спектры пропускания окон без покрытия.

Рис. 1.А. Спектры пропускания непокрытого и двусторонне покрытого окон из высокоомного кремния. Покрытие центрировано на 120 мкм.

Рис. 1.В. Спектры пропускания непокрытого и двусторонне покрытого окон из высокоомного кремния. Покрытие центрировано на 333 мкм.



Рис. 1.С. Спектры пропускания непокрытого и двусторонне покрытого окон из кристалического кварца. Покрытие центрировано на 158 мкм.

Экспериментально подтверждено, что детали с париленовым покрытием могут быть использованы при низких температурах.

Окно из кристаллического кварца с двусторонним покрытием, центрированным на 860мкм, было подвержено термическому испытанию по следующему циклу:

• охлаждение от комнатной температуры до 77K, 30 раз,
• охлаждение  от комнатной температуры до 4.2K, 3 раза.

До и после термоциклирования были сняты спектры пропускания (рис. 2.А) и исследована поверхность париленовой пленки под микроскопом (рис.2.В)^*. Под влиянием низких температур пленка не деградирует, пропускание остается неизменным.

Рис. 2.A. Спектры пропускания двусторонне покрытого окна из кристаллического кварца до и после термоциклирования.^*



Рис. 2.B. Поверхность двусторонне покрытого окна из кристаллического кварца до и после термоциклирования.^*

___________________
^*  Данные предоставлены Dr. Erik Heinz из Supracon AG, Germany

2. Одностороннее просветляющее покрытие.
Как правило, оно используется для полусферических линз. Плоская поверхность не покрывается, т.к. линза применяется в качестве фотопроводящей антенны в TDS установке или в сверхпроводящем болометре. Для некоторых специфических приложений было разработано париленовое покрытие, центрированное на диапазон 99-125 мкм.

Просветляющее покрытие увеличивает пропускание полусферы на 30%. Поскольку измерение пропускания полусферической линзы затруднительно (из-за формы линзы), то мы произвели расчет спектра пропускания линзы с покрытием и без покрытия.

Экспериментальные результаты, полученные одним из наших клиентов, подтвердили увеличение пропускания благодаря нанесению просветляющего покрытия. В рамках эксперимента с использованием односторонне покрытой гиперполусферической линзы было зарегистрировано увеличение мощности на 30-50% на длине волны 111 мкм.

Рис. 3. Расчетные спектры пропускания полусферических линз: непокрытой и покрытой париленом со сферической стороны. Покрытие центрировано на 99-125 мкм.

Как вы видите, пропускание непокрытой полусферы составляет всего 6%. Это связано с эффектом полного внутреннего отражения. Угол ПВО ~17^о. Благодаря высокому показателю преломления и геометрии линзы большая часть вошедшего в линзу ТГц излучения отражается от раздела сред плоская поверхность линзы-воздух. Поэтому чистая апертура полусферической линзы 40%. 

Вследствие специфичности интересующих потребителя диапазонов длин волн, мы изготавливаем окна и линзы из высокоомного кремния с просветляющим покрытием по спецификации заказчика и, как правило, не держим их на складе.

Для получения котировки заполните, пожалуйста, форму запроса с указанием интересующих вас элементов.