獨(dú)特的光學(xué)鍍膜如何提高深紫外(DUV)和真空紫外(VUV)中的性能 - 筱曉光子

2024-02-20 09:17:55

簡介

UV 區(qū)域覆蓋電磁波譜中 100-400 nm 的波長范圍，位于可見光區(qū)域和 X 射線之間。

在物理學(xué)中，紫外線范圍通常分為四個不同的區(qū)域：

近紫外光（400-300 nm）、中紫外光（300-200 nm）、遠(yuǎn)紫外光（200-100 nm）和極紫外光（100 nm以下）。

在本白皮書中，我們感興趣的是定義為深紫外或 DUV (200-280 nm) 和真空 UV 或 VUV (100-200 nm) 的紫外區(qū)域。

DUV 和 VUV 光學(xué)器件有許多應(yīng)用，雖然光譜學(xué)是主要應(yīng)用之一，但它們也用于電子電路、高分辨率顯微鏡和選擇性分子成像的研究。

2022年6月，研究人員報告說，使用無標(biāo)簽的深紫外顯微鏡方法來監(jiān)測前列腺癌的侵襲性 ¹，選擇性分子成像現(xiàn)在不僅用于地球，還用于在遙遠(yuǎn)的地方識別新的化合物和特定的礦物元素，包括我們的太陽和遙遠(yuǎn)的恒星和行星。

今年8月31日，美國宇航局MAVEN和阿聯(lián)酋EMM任務(wù)發(fā)布了火星動態(tài)質(zhì)子極光事件的聯(lián)合觀測結(jié)果。 成像紫外光譜儀（IUVS）觀測萊曼α（121.6 nm）和萊曼β（120.6 nm）發(fā)現(xiàn)火星上的質(zhì)子極光²。

多年來，我們一直在制造高效衍射光柵，該光柵采用我們專有的閃耀技術(shù)，與傳統(tǒng)離子蝕刻光柵相比，在紫外線下提供高效率，并且雜散光更低。 我們傳統(tǒng)上還提供一系列工作波長低至 200nm 的非球面鏡（離軸拋物面鏡、橢圓鏡和自由曲面鏡）。

然而，近年來，隨著 UV LED 和小型化傳感器技術(shù)的出現(xiàn)，推動應(yīng)用進(jìn)一步深入 UV，我們被要求提供能夠在 DUV 和 VUV 區(qū)域成功運(yùn)行的反射鏡。 最初，我們外包了 DUV 和 VUV 鍍膜，但隨著應(yīng)用的要求變得越來越高，我們努力尋找合適的鍍膜來滿足客戶要求的高反射率和吞吐量要求，并開始內(nèi)部開發(fā) DUV 和 VUV 鍍膜來滿足這一需求.

注:

1, Soltani, S., Ojaghi, A., Qiao, H. et al. 使用無標(biāo)記多光譜深紫外顯微鏡的前列腺癌組織病理學(xué)可量化腫瘤侵襲性的表型，并實(shí)現(xiàn)多種診斷虛擬染色。 科學(xué)報告 12, 9329 (2022) .

2, MAVEN 和 EMM 首次觀測火星上不規(guī)則的質(zhì)子極光 (nasa.gov)

經(jīng)過廣泛的開發(fā)，我們創(chuàng)建了一系列 DUV 和 VUV 鍍膜，與當(dāng)今市場上的其他鍍膜相比，其反射率高出約 10%，從而為我們的客戶帶來卓越的吞吐量和更高的靈敏度。

本白皮書提供了有關(guān)我們的 VUV 和 DUV 光學(xué)鍍膜系列的更多詳細(xì)信息。

 當(dāng)前的技術(shù)

DUV 和 VUV 激光器可實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的成像功能。 當(dāng)與改進(jìn)的傳感器技術(shù)相結(jié)合時，它們引起了人們對許多應(yīng)用中的 DUV 和 VUV 區(qū)域的興趣增加。

許多 DUV 和 VUV 光學(xué)系統(tǒng)容易出現(xiàn)總體吞吐量低的問題。 為了克服這個問題，必須提高光學(xué)系統(tǒng)的靈敏度，需要具有高反射率涂層的光學(xué)元件來提供所需的靈敏度水平并減輕任何損失。

這些光學(xué)涂層由薄材料層的組合組成，用于增強(qiáng)光學(xué)元件的特定性能。 光學(xué)涂層的成分會影響其性能，其中層數(shù)、層厚度和折射率都會產(chǎn)生影響。

在 DUV 和 VUV 區(qū)域并不總能獲得合適的光學(xué)鍍膜。 能夠透射或反射短 DUV 波長的潛在涂層材料數(shù)量有限。

金屬氧化物化合物是很受歡迎的選擇，其中 SiO2 和 Al2O3 的傳輸波長均約為 225 nm。

但當(dāng)我們轉(zhuǎn)向更短的波長時，吸收限制了氧化物涂層的透明度和抗激光損傷能力。

圖 1：帶有 MgFz 和 SiOz 外涂層的增強(qiáng)型鋁的 DUV 反射率曲線

在 200 nm 以下的 VUV 范圍內(nèi)，光學(xué)鍍膜的選擇和功能進(jìn)一步減少。

用戶很難找到具有所需水平的成本效益、保真度和靈活性的鍍膜工藝和產(chǎn)品，以適應(yīng)各種光學(xué)表面幾何形狀、尺寸和尺寸.

我們的解決方案

我們最近推出了一系列光學(xué)鍍膜，以滿足市場對 DUV 和 VUV 反射率和靈敏度提高的需求，使用戶能夠在這些光譜區(qū)域解鎖新應(yīng)用。

我們的 VUV 光學(xué)鍍膜的波長范圍為 120 至 200 nm。 它們主要用于光譜學(xué)和分析儀器、化學(xué)分析和空間天文學(xué)領(lǐng)域，但也可用于需要高 DUV 或 VUV 靈敏度的任何地方。

在光學(xué)系統(tǒng)中, 吞吐量 = Rn 其中R是鏡面反射率，n是系統(tǒng)中鏡子的數(shù)量，說明光學(xué)系統(tǒng)中鏡子越多，吞吐量的總體損失越高，當(dāng)您到達(dá)多組件系統(tǒng)的傳感器時，就會導(dǎo)致光子大量損失

通常，我們的 DUV 和 VUV 鍍膜可提供卓越的反射率（圖 2），比市場上的其他光學(xué)鍍膜高出約 10%，并且如吞吐量公式所示，在需要高吞吐量和高靈敏度的情況下，反射率的增加至關(guān)重要。

隨著光學(xué)儀器小型化的不斷發(fā)展，采用更小的光源和探測器，以及尋找更弱的信號，每個反射鏡的反射率增加 10% 對于成功測量至關(guān)重要.

圖 2：VUV 涂層的反射率。 從 MacPherson VUV 5-7000 分光光度計收集的反射率數(shù)據(jù)。.

結(jié)論

我們的 DUV 和 VUV 鍍膜可實(shí)現(xiàn)反射率的階躍變化，從而實(shí)現(xiàn)多元件光學(xué)儀器的更高吞吐量，從而提高吞吐量和靈敏度。

結(jié)合我們制造大批量非球面鏡和紫外線增強(qiáng)型衍射光柵的能力，我們?yōu)槲覀兊目蛻籼峁┱嬲淖贤饩€功能，這是其他供應(yīng)商無法比擬的

關(guān)于我們

自 2004 年以來，我們一直在大批量生產(chǎn)平面、非球面和自由曲面反射光學(xué)器件、中空后向反射器和全息衍射光柵。

我們主要使用光學(xué)復(fù)制工藝，使我們能夠以比傳統(tǒng)批量制造更低的成本提供高保真、高規(guī)格的精密光學(xué)器件。

我們的關(guān)鍵能力之一是制造表面尺寸低至 λ/10 或更好的自由曲面光學(xué)器件、離軸拋物面鏡和橢球面鏡。 我們還制造平面、凹面和凸面全息衍射光柵，這些光柵可以使用我們專有的閃耀技術(shù)作為閃耀光柵提供，與傳統(tǒng)的離子蝕刻光柵相比，該技術(shù)不僅在紫外光下具有高效率，而且雜散光更低.

我們已通過 ISO 9001:2015 認(rèn)證且符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)，我們的生產(chǎn)和測試區(qū)域符合太空要求，提供無硅生產(chǎn)環(huán)境，我們可以在其中復(fù)制用于星載望遠(yuǎn)鏡和光學(xué)互連系統(tǒng)的反射光學(xué)器件。

圖3:長束鍍膜系統(tǒng)

我們?yōu)樵S多知名項目提供了多種超低雜散光光柵，包括軌道碳觀測站 (OCO) 和臭氧測繪分析套件 (OMPS)。

相關(guān)產(chǎn)品

圖片	標(biāo)題	鏈接
	光學(xué)窗片設(shè)計加工鍍膜服務(wù)	http://www.mzsyx.com/?a=cp2&id=181
	光柵/微透鏡陣列/光色散器件	http://www.mzsyx.com/?a=cp2&id=705
	激光反射鏡/掃描鏡/轉(zhuǎn)向鏡等	http://www.mzsyx.com/?a=cp2&id=89