Optiki süýümleri öndürmek üçin ulanylýan material ýagtylyk energiýasyny özüne siňdirip bilýär. Optiki süýüm materiallaryndaky bölejikler ýagtylyk energiýasyny özüne siňdirenden soň, olar titreme we ýylylyk öndürýär we energiýany dargadýar, bu bolsa siňdirişiň ýitmegine getirýär.Bu makalada optiki süýüm materiallarynyň siňdiriş ýitgisi seljeriler.
Biz materiýanyň atomlardan we molekulalardan, atomlaryň bolsa atom ýadrolaryndan we ýadrodan daşary elektronlardan ybaratdygyny bilýäris, olar atom ýadrosynyň daşyndan belli bir orbitada aýlanýarlar. Bu biziň ýaşaýan Ýerimiz, şeýle hem Wenusa we Mars ýaly planetalaryň hemmesiniň Günüň daşyndan aýlanmagy ýalydyr. Her bir elektronyň belli bir möçberde energiýasy bar we belli bir orbitada ýerleşýär, ýa-da başgaça aýdylanda, her bir orbitanyň belli bir energiýa derejesi bar.
Atom ýadrosyna golaý orbital energiýa derejeleri pes, atom ýadrosyndan has uzakdaky orbital energiýa derejeleri bolsa ýokarydyr.Orbitalar arasyndaky energiýa derejesi tapawudynyň ululygyna energiýa derejesi tapawudy diýilýär. Elektronlar pes energiýa derejesinden ýokary energiýa derejesine geçende, degişli energiýa derejesi tapawudynda energiýany siňdirmeli bolýarlar.
Optiki süýümlerde, belli bir energiýa derejesindäki elektronlar energiýa derejesindäki tapawuta laýyk gelýän tolkun uzynlygyndaky ýagtylyk bilen şöhlelendirilende, pes energiýaly orbitallarda ýerleşýän elektronlar ýokary energiýa derejesindäki orbitallara geçerler.Bu elektron ýagtylyk energiýasyny özüne siňdirýär, netijede ýagtylygyň siňdirilmeginiň ýitmegine sebäp bolýar.
Optiki süýümleri öndürmek üçin esasy material bolan kremniý dioksidi (SiO2) özi ýagtylygy özüne siňdirýär, biri ultramelewşe siňdiriş, beýlekisi bolsa infragyzyl siňdiriş diýlip atlandyrylýar. Häzirki wagtda optiki süýüm aragatnaşygy, adatça, diňe 0,8-1,6 μm tolkun uzynlygy aralygynda işleýär, şonuň üçin biz diňe şu iş zolagyndaky ýitgileri ara alyp maslahatlaşarys.
Kwars aýnasynda elektron geçişler arkaly döreýän siňdiriş piki ultramelewşe sebitde takmynan 0,1-0,2 μm tolkun uzynlygyna deňdir. Tolkun uzynlygy artdygyça, onuň siňdirilişi kem-kemden azalýar, ýöne täsirlenen meýdan giň bolup, 1 μm-den ýokary tolkun uzynlygyna ýetýär. Şeýle-de bolsa, ultramelewşe şöhleleriniň siňdirilişi infragyzyl sebitde işleýän kwars optiki süýümlerine az täsir edýär. Mysal üçin, 0,6 μm tolkun uzynlygynda görünýän ýagtylyk sebitinde ultramelewşe şöhleleriniň siňdirilişi 1dB/km-e ýetip biler, ol 0,8 μm tolkun uzynlygynda 0,2-0,3dB/km-e çenli, 1,2 μm tolkun uzynlygynda bolsa diňe 0,1dB/km töweregine deňdir.
Kwars süýüminiň infragyzyl siňdiriş ýitgisi infragyzyl sebitdäki materialyň molekulýar titremesi bilen döreýär. 2 μm-den ýokary ýygylyk zolagynda birnäçe titreşiş siňdiriş depeleri bar. Optiki süýümlerdäki dürli goşundy elementleriniň täsiri sebäpli, kwars süýümleriniň 2 μm-den ýokary ýygylyk zolagynda pes ýitgi penjiresiniň bolmagy mümkin däl. 1,85 μm tolkun uzynlygynda nazaryýet taýdan çäk ýitgisi ldB/km-dir.Barlaglar arkaly kwars aýnasynda kynçylyk döredýän käbir "weýran ediji molekulalaryň", esasan hem mis, demir, hrom, marganes ýaly zyýanly geçiş metal garyndylarynyň bardygy anyklandy. Bu "zalymlar" ýagtylygyň şöhlelenmesi astynda ýagtylyk energiýasyny açgözlük bilen özleşdirip, böküp-böküp, ýagtylyk energiýasynyň ýitmegine sebäp bolýarlar. "Kynçylyk döredýänleri" ýok etmek we optiki süýümleri öndürmek üçin ulanylýan materiallary himiki taýdan arassalamak ýitgileri ep-esli azaltmaga kömek edip biler.
Kwars optiki süýümlerinde başga bir siňdiriş çeşmesi gidroksid (OH-) fazasydyr. Süýümiň işçi zolagynda gidroksidiň üç siňdiriş depesiniň bardygy anyklandy, olar 0,95 μm, 1,24 μm we 1,38 μm. Olaryň arasynda 1,38 μm tolkun uzynlygyndaky siňdiriş ýitgisi iň agyrydyr we süýüme iň uly täsir edýär. 1,38 μm tolkun uzynlygynda, diňe 0,0001 mukdary bolan gidroksid ionlarynyň döredýän siňdiriş depesiniň ýitgisi 33dB/km-e çenli ýokarydyr.
Bu gidroksid ionlary nireden gelip çykýar? Gidroksid ionlarynyň köp çeşmeleri bar. Birinjiden, optiki süýümleri öndürmek üçin ulanylýan materiallar çyglylygy we gidroksid birleşmelerini öz içine alýar, olary çig mal arassalamak prosesinde aýyrmak kyn we ahyrsoňy optiki süýümlerde gidroksid ionlary görnüşinde galýar; Ikinjiden, optiki süýümleri öndürmekde ulanylýan wodorod we kislorod birleşmeleri az mukdarda çyglylygy öz içine alýar; Üçünjiden, optiki süýümleri öndürmek prosesinde himiki reaksiýalar sebäpli suw emele gelýär; Dördünjiden, daşarky howanyň girmegi suw bugyny getirýär. Şeýle-de bolsa, önümçilik prosesi indi ep-esli derejede ösdi we gidroksid ionlarynyň mukdary optiki süýümlere täsirini gözardy edip boljak derejede pes derejä düşdi.
Ýerleşdirilen wagty: 2025-nji ýylyň 23-nji oktýabry