উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার সিস্টেম লেন্সের জন্য অপটিক্যাল কোটিংয়ের বিশ্লেষণ
উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার সিস্টেম লেন্সের জন্য অপটিক্যাল কোটিংয়ের বিশ্লেষণ
2026-02-25
উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার সিস্টেম লেন্সের জন্য অপটিক্যাল কোটিং বিশ্লেষণ
উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার সিস্টেমে (যেমন লেজার নিউক্লিয়ার ফিউশন ডিভাইস, শিল্প লেজার প্রক্রিয়াকরণ মেশিন এবং বৈজ্ঞানিক অতি-তীব্র আল্ট্রাফাস্ট লেজার), অপটিক্যাল লেন্সগুলি কেবল আলোর পথের নির্দেশক হিসাবেই কাজ করে না, বরং শক্তি সঞ্চালনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ নোড হিসাবেও কাজ করে। আনকোটেড লেন্সের পৃষ্ঠগুলি শক্তির একটি উল্লেখযোগ্য অংশ প্রতিফলিত করতে পারে এবং লেজার শক্তি শোষণ করতে পারে, যার ফলে উত্তাপ সৃষ্টি হয়, যা থার্মাল লেন্সিং প্রভাব এবং এমনকি স্থায়ী ক্ষতির কারণ হয়। অতএব, উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার সিস্টেমের স্থিতিশীল, দক্ষ এবং নিরাপদ অপারেশনের মূল নিশ্চয়তা হল উচ্চ-কার্যকারিতা সম্পন্ন অপটিক্যাল কোটিং।
I. অপটিক্যাল লেন্স সাবস্ট্রেট: মূল কর্মক্ষমতা প্যারামিটারের পরিমাণগত নির্বাচন
কোটিংয়ের কর্মক্ষমতা সাবস্ট্রেটের বৈশিষ্ট্য থেকে অবিচ্ছেদ্য। সাবস্ট্রেট কেবল কোটিংয়ের শুরুর বিন্দু নির্ধারণ করে না, বরং এর থার্মোডাইনামিক, অপটিক্যাল এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিও পুরো উপাদানটি উচ্চ-ক্ষমতার লোড সহ্য করতে পারে কিনা তার ভিত্তি। একটি সাবস্ট্রেট নির্বাচন করার জন্য নিম্নলিখিত মূল প্যারামিটারগুলির পরিমাণগত বিবেচনা প্রয়োজন:
অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্য:প্রতিসরাঙ্ক এবং শোষণ সহগ হল কোটিং স্ট্যাক ডিজাইন এবং থার্মাল লোড মূল্যায়নের শুরুর বিন্দু। যেকোনো সামান্য শোষণ (যেমন, 10⁻³ সেমি⁻¹) উচ্চ ক্ষমতায় উল্লেখযোগ্য তাপীয় প্রভাব তৈরি করতে পারে।
নোডুলার ত্রুটিগুলি LIDT-এর সবচেয়ে বড় ঘাতক। 100 nm উচ্চতার একটি নোডুলার ত্রুটি স্বাভাবিক এলাকার তুলনায় 2-3 গুণ বেশি লেজার বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র বৃদ্ধি ঘটাতে পারে। ক্ষতির থ্রেশহোল্ড এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র শক্তির মধ্যে বিপরীত বর্গ সম্পর্কের কারণে, এই বিন্দুতে LIDT স্বাভাবিক এলাকার 1/4 থেকে 1/9 পর্যন্ত কমে যায়।থার্মোডাইনামিক বৈশিষ্ট্য:তাপ পরিবাহিতা তাপ অপচয় হার নির্ধারণ করে, এবং তাপীয় প্রসারণের সহগ (CTE) তাপীয় চাপের মাত্রা প্রভাবিত করে। সাবস্ট্রেট এবং কোটিং স্তরের CTE-এর মধ্যে অমিল ব্যর্থতার একটি প্রাথমিক কারণ।
নোডুলার ত্রুটিগুলি LIDT-এর সবচেয়ে বড় ঘাতক। 100 nm উচ্চতার একটি নোডুলার ত্রুটি স্বাভাবিক এলাকার তুলনায় 2-3 গুণ বেশি লেজার বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র বৃদ্ধি ঘটাতে পারে। ক্ষতির থ্রেশহোল্ড এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র শক্তির মধ্যে বিপরীত বর্গ সম্পর্কের কারণে, এই বিন্দুতে LIDT স্বাভাবিক এলাকার 1/4 থেকে 1/9 পর্যন্ত কমে যায়।যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য:কঠিনতা এবং ইলাস্টিক মডুলাস প্রক্রিয়াকরণের অসুবিধা এবং পরিবেশগত স্থায়িত্বকে প্রভাবিত করে।
কোয়ার্টজ গ্লাস
যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।সাধারণ উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার সাবস্ট্রেট উপকরণগুলির মধ্যে রয়েছে:
ফিউজড সিলিকা:সবচেয়ে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত, UV থেকে NIR পর্যন্ত চমৎকার কর্মক্ষমতা, খুব কম CTE, ভাল তাপীয় স্থিতিশীলতা।
ZMSH ফিউজড কোয়ার্টজ ওয়েফার
নোডুলার ত্রুটিগুলি LIDT-এর সবচেয়ে বড় ঘাতক। 100 nm উচ্চতার একটি নোডুলার ত্রুটি স্বাভাবিক এলাকার তুলনায় 2-3 গুণ বেশি লেজার বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র বৃদ্ধি ঘটাতে পারে। ক্ষতির থ্রেশহোল্ড এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র শক্তির মধ্যে বিপরীত বর্গ সম্পর্কের কারণে, এই বিন্দুতে LIDT স্বাভাবিক এলাকার 1/4 থেকে 1/9 পর্যন্ত কমে যায়।বোরোসিলিকেট গ্লাস (যেমন, BK7):কম খরচ, প্রায়শই মাঝারি থেকে কম-ক্ষমতার পরিস্থিতিতে ব্যবহৃত হয়, তবে দুর্বল তাপ পরিবাহিতা এবং উচ্চ CTE।
যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।
ZMSH উচ্চ বোরোসিলিকেট গ্লাস ওয়েফার
স্ফটিক পদার্থ:যেমন সিলিকন (Si), জার্মেনিয়াম (Ge) (মধ্য-থেকে-দূর IR এর জন্য), স্যাফায়ার (চরম পরিবেশের জন্য অত্যন্ত উচ্চ কঠোরতা), CaF₂/MgF₂ (গভীর UV এর জন্য)। এগুলি সাধারণত ব্যয়বহুল এবং প্রক্রিয়াকরণ করা কঠিন।
মূলধারার উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার সাবস্ট্রেটের মূল প্যারামিটারের তুলনা (@1064nm):
উপাদান
প্রতিসরাঙ্ক @1064nm
CTE (×10⁻⁷/K)
তাপ পরিবাহিতা (W/m·K)
শোষণ সহগ (সেমি⁻¹)
সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন এবং নোট
যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।ফিউজড সিলিকাযখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।
~1.45
5.5
1.38
< 5 × 10⁻⁴
গোল্ড স্ট্যান্ডার্ড। UV থেকে NIR পর্যন্ত বেশিরভাগ উচ্চ-ক্ষমতার অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, চমৎকার তাপীয় স্থিতিশীলতা।
যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।BK7যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।
~1.51
71
1.1
~1 × 10⁻³
মাঝারি-কম ক্ষমতার জন্য। দুর্বল তাপীয় কর্মক্ষমতা, উল্লেখযোগ্য তাপীয় লেন্সিং।
যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।সিন্থেটিক সিলিকাযখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।
~1.45
5.5
1.38
< 2 × 10⁻⁴
আল্ট্রা-হাই পিউরিটি, খুব কম ধাতব অপদ্রব্য (<1 ppm), নিয়মিত ফিউজড সিলিকার চেয়ে 20-30% বেশি LIDT।
যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।
26
149
N/A
প্রধানত 3-5 µm মধ্য-IR ব্যান্ডের জন্য। উচ্চ তাপ পরিবাহিতা মূল সুবিধা।
যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।
58
27.5
খুব কম
অত্যন্ত উচ্চ কঠোরতা এবং ভাল তাপ পরিবাহিতা, কঠোর পরিবেশ, UV, দৃশ্যমান আলোর জন্য।
ডেটা ব্যাখ্যা:
থার্মাল লেন্সিং গণনা:
100 ওয়াট কন্টিনিউয়াস-ওয়েভ লেজারের জন্য, 1×10⁻³ সেমি⁻¹ শোষণ সহগ সহ একটি BK7 সাবস্ট্রেটে উৎপন্ন তাপীয় বিকৃতি 5×10⁻⁴ সেমি⁻¹ শোষণ সহগ সহ একটি ফিউজড সিলিকা সাবস্ট্রেটের চেয়ে কয়েকগুণ বেশি হতে পারে।
নোডুলার ত্রুটিগুলি LIDT-এর সবচেয়ে বড় ঘাতক। 100 nm উচ্চতার একটি নোডুলার ত্রুটি স্বাভাবিক এলাকার তুলনায় 2-3 গুণ বেশি লেজার বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র বৃদ্ধি ঘটাতে পারে। ক্ষতির থ্রেশহোল্ড এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র শক্তির মধ্যে বিপরীত বর্গ সম্পর্কের কারণে, এই বিন্দুতে LIDT স্বাভাবিক এলাকার 1/4 থেকে 1/9 পর্যন্ত কমে যায়।CTE-এর পার্থক্য সরাসরি কোটিং-সাবস্ট্রেট ইন্টারফেসে তাপীয় চাপকে প্রভাবিত করে। উচ্চ-ক্ষমতার তাপীয় চক্রের অধীনে কোটিং ফাটল বা ডিল্যামিনেশনের প্রধান কারণ হল CTE অমিল।লেজার-ক্ষতিগ্রস্ত থ্রেশহোল্ড
II. কোটিং প্রয়োজনীয়তার জন্য পরিমাণগত সূচক
1. লেজার-প্ররোচিত ক্ষতি থ্রেশহোল্ড (LIDT):
পরিমাপ মান:
ISO 21254 মান অনুসরণ করে।কর্মক্ষমতা স্তর:
প্রচলিত ই-বিম ইভাপোরেশন কোটিং: ~5-15 J/cm² (ন্যানোসেকেন্ড পালস, 1064nm)
আয়ন-সহায়ক ডিপোজিশন (IAD) কোটিং: ~15-25 J/cm²
আয়ন বিম স্পাটারিং (IBS) কোটিং: > 30 J/cm², শীর্ষ-স্তরের প্রক্রিয়াগুলি 50 J/cm² অতিক্রম করতে পারে।
চ্যালেঞ্জ:
ফেমটোসেকেন্ড পালস লেজারের জন্য, ক্ষতির প্রক্রিয়া ভিন্ন; LIDT সাধারণত পাওয়ার ডেনসিটি হিসাবে প্রকাশ করা হয়, যার জন্য শত শত GW/cm² থেকে TW/cm² স্তরের প্রয়োজন হয়।2. শোষণ এবং বিক্ষিপ্ত ক্ষতি:
শোষণ:
লেজার ক্যালোরিমেট্রি ব্যবহার করে পরিমাপ করা হয়। উচ্চ-মানের IBS কোটিংগুলির জন্য বাল্ক শোষণ ক্ষতি < 5 ppm (0.0005%), পৃষ্ঠ শোষণ ক্ষতি < 1 ppm প্রয়োজন।বিক্ষেপণ:ইন্টিগ্রেটেড স্ক্যাটারোমেট্রি ব্যবহার করে পরিমাপ করা হয়। মোট ইন্টিগ্রেটেড স্ক্যাটার (TIS) < 50 ppm হওয়া উচিত।3. বর্ণালী কর্মক্ষমতা নির্ভুলতা:
উচ্চ-প্রতিফলন (HR) কোটিং:কেন্দ্রীয় তরঙ্গদৈর্ঘ্যে প্রতিফলন R > 99.95%, শীর্ষ-স্তরের জন্য R > 99.99% প্রয়োজন। ব্যান্ডউইথ Δλ অবশ্যই ডিজাইন মান পূরণ করতে হবে (যেমন, Nd:YAG লেজারের 1064nm এর জন্য ±15nm)।
নোডুলার ত্রুটিগুলি LIDT-এর সবচেয়ে বড় ঘাতক। 100 nm উচ্চতার একটি নোডুলার ত্রুটি স্বাভাবিক এলাকার তুলনায় 2-3 গুণ বেশি লেজার বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র বৃদ্ধি ঘটাতে পারে। ক্ষতির থ্রেশহোল্ড এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র শক্তির মধ্যে বিপরীত বর্গ সম্পর্কের কারণে, এই বিন্দুতে LIDT স্বাভাবিক এলাকার 1/4 থেকে 1/9 পর্যন্ত কমে যায়।অবশিষ্ট প্রতিফলন R < 0.1% (একক পৃষ্ঠ), শীর্ষ-স্তরের জন্য R < 0.05% ("সুপার অ্যান্টি-রিফ্লেকশন কোটিং") প্রয়োজন। আল্ট্রাফাস্ট লেজার অ্যাপ্লিকেশনে ব্যবহৃত ব্রডব্যান্ড AR কোটিংগুলির জন্য, শত শত ন্যানোমিটারের ব্যান্ডউইথের উপর R < 0.5% প্রয়োজন।ইলেকট্রন বিম ইভাপোরেশন কোটিং
নোডুলার ত্রুটিগুলি LIDT-এর সবচেয়ে বড় ঘাতক। 100 nm উচ্চতার একটি নোডুলার ত্রুটি স্বাভাবিক এলাকার তুলনায় 2-3 গুণ বেশি লেজার বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র বৃদ্ধি ঘটাতে পারে। ক্ষতির থ্রেশহোল্ড এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র শক্তির মধ্যে বিপরীত বর্গ সম্পর্কের কারণে, এই বিন্দুতে LIDT স্বাভাবিক এলাকার 1/4 থেকে 1/9 পর্যন্ত কমে যায়।কোটিং প্রক্রিয়া প্যারামিটারের তুলনা:প্যারামিটারইলেকট্রন বিম ইভাপোরেশন (E-বিম)আয়ন-সহায়ক ডিপোজিশন (IAD)আয়ন বিম স্পাটারিং (IBS)
ডিপোজিশন রেট
দ্রুত (0.5 - 5 nm/s)
মাঝারি (0.2 - 2 nm/s)
ধীর (0.01 - 0.1 nm/s)
যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।
মাঝারি (100 - 300 °C)
নিম্ন (< 100 °C)
যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।
উচ্চ (>95% বাল্ক ঘনত্ব)
খুব উচ্চ (100% বাল্ক ঘনত্বের কাছাকাছি)
পৃষ্ঠের রুক্ষতা
যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।উচ্চতর (~1-2 nm RMS)যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।
খুব কম (< 0.3 nm RMS)
স্ট্রেস নিয়ন্ত্রণ
যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।সাধারণত টেনসাইল স্ট্রেসযখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।
সাধারণত নিয়ন্ত্রণযোগ্য কম্প্রেসিভ স্ট্রেস
সাধারণ LIDT
যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।মাঝারি থেকে উচ্চযখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।
উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার সিস্টেম লেন্সের জন্য অপটিক্যাল কোটিংয়ের বিশ্লেষণ
উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার সিস্টেম লেন্সের জন্য অপটিক্যাল কোটিংয়ের বিশ্লেষণ
2026-02-25
উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার সিস্টেম লেন্সের জন্য অপটিক্যাল কোটিং বিশ্লেষণ
উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার সিস্টেমে (যেমন লেজার নিউক্লিয়ার ফিউশন ডিভাইস, শিল্প লেজার প্রক্রিয়াকরণ মেশিন এবং বৈজ্ঞানিক অতি-তীব্র আল্ট্রাফাস্ট লেজার), অপটিক্যাল লেন্সগুলি কেবল আলোর পথের নির্দেশক হিসাবেই কাজ করে না, বরং শক্তি সঞ্চালনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ নোড হিসাবেও কাজ করে। আনকোটেড লেন্সের পৃষ্ঠগুলি শক্তির একটি উল্লেখযোগ্য অংশ প্রতিফলিত করতে পারে এবং লেজার শক্তি শোষণ করতে পারে, যার ফলে উত্তাপ সৃষ্টি হয়, যা থার্মাল লেন্সিং প্রভাব এবং এমনকি স্থায়ী ক্ষতির কারণ হয়। অতএব, উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার সিস্টেমের স্থিতিশীল, দক্ষ এবং নিরাপদ অপারেশনের মূল নিশ্চয়তা হল উচ্চ-কার্যকারিতা সম্পন্ন অপটিক্যাল কোটিং।
I. অপটিক্যাল লেন্স সাবস্ট্রেট: মূল কর্মক্ষমতা প্যারামিটারের পরিমাণগত নির্বাচন
কোটিংয়ের কর্মক্ষমতা সাবস্ট্রেটের বৈশিষ্ট্য থেকে অবিচ্ছেদ্য। সাবস্ট্রেট কেবল কোটিংয়ের শুরুর বিন্দু নির্ধারণ করে না, বরং এর থার্মোডাইনামিক, অপটিক্যাল এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিও পুরো উপাদানটি উচ্চ-ক্ষমতার লোড সহ্য করতে পারে কিনা তার ভিত্তি। একটি সাবস্ট্রেট নির্বাচন করার জন্য নিম্নলিখিত মূল প্যারামিটারগুলির পরিমাণগত বিবেচনা প্রয়োজন:
অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্য:প্রতিসরাঙ্ক এবং শোষণ সহগ হল কোটিং স্ট্যাক ডিজাইন এবং থার্মাল লোড মূল্যায়নের শুরুর বিন্দু। যেকোনো সামান্য শোষণ (যেমন, 10⁻³ সেমি⁻¹) উচ্চ ক্ষমতায় উল্লেখযোগ্য তাপীয় প্রভাব তৈরি করতে পারে।
নোডুলার ত্রুটিগুলি LIDT-এর সবচেয়ে বড় ঘাতক। 100 nm উচ্চতার একটি নোডুলার ত্রুটি স্বাভাবিক এলাকার তুলনায় 2-3 গুণ বেশি লেজার বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র বৃদ্ধি ঘটাতে পারে। ক্ষতির থ্রেশহোল্ড এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র শক্তির মধ্যে বিপরীত বর্গ সম্পর্কের কারণে, এই বিন্দুতে LIDT স্বাভাবিক এলাকার 1/4 থেকে 1/9 পর্যন্ত কমে যায়।থার্মোডাইনামিক বৈশিষ্ট্য:তাপ পরিবাহিতা তাপ অপচয় হার নির্ধারণ করে, এবং তাপীয় প্রসারণের সহগ (CTE) তাপীয় চাপের মাত্রা প্রভাবিত করে। সাবস্ট্রেট এবং কোটিং স্তরের CTE-এর মধ্যে অমিল ব্যর্থতার একটি প্রাথমিক কারণ।
নোডুলার ত্রুটিগুলি LIDT-এর সবচেয়ে বড় ঘাতক। 100 nm উচ্চতার একটি নোডুলার ত্রুটি স্বাভাবিক এলাকার তুলনায় 2-3 গুণ বেশি লেজার বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র বৃদ্ধি ঘটাতে পারে। ক্ষতির থ্রেশহোল্ড এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র শক্তির মধ্যে বিপরীত বর্গ সম্পর্কের কারণে, এই বিন্দুতে LIDT স্বাভাবিক এলাকার 1/4 থেকে 1/9 পর্যন্ত কমে যায়।যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য:কঠিনতা এবং ইলাস্টিক মডুলাস প্রক্রিয়াকরণের অসুবিধা এবং পরিবেশগত স্থায়িত্বকে প্রভাবিত করে।
কোয়ার্টজ গ্লাস
যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।সাধারণ উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার সাবস্ট্রেট উপকরণগুলির মধ্যে রয়েছে:
ফিউজড সিলিকা:সবচেয়ে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত, UV থেকে NIR পর্যন্ত চমৎকার কর্মক্ষমতা, খুব কম CTE, ভাল তাপীয় স্থিতিশীলতা।
ZMSH ফিউজড কোয়ার্টজ ওয়েফার
নোডুলার ত্রুটিগুলি LIDT-এর সবচেয়ে বড় ঘাতক। 100 nm উচ্চতার একটি নোডুলার ত্রুটি স্বাভাবিক এলাকার তুলনায় 2-3 গুণ বেশি লেজার বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র বৃদ্ধি ঘটাতে পারে। ক্ষতির থ্রেশহোল্ড এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র শক্তির মধ্যে বিপরীত বর্গ সম্পর্কের কারণে, এই বিন্দুতে LIDT স্বাভাবিক এলাকার 1/4 থেকে 1/9 পর্যন্ত কমে যায়।বোরোসিলিকেট গ্লাস (যেমন, BK7):কম খরচ, প্রায়শই মাঝারি থেকে কম-ক্ষমতার পরিস্থিতিতে ব্যবহৃত হয়, তবে দুর্বল তাপ পরিবাহিতা এবং উচ্চ CTE।
যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।
ZMSH উচ্চ বোরোসিলিকেট গ্লাস ওয়েফার
স্ফটিক পদার্থ:যেমন সিলিকন (Si), জার্মেনিয়াম (Ge) (মধ্য-থেকে-দূর IR এর জন্য), স্যাফায়ার (চরম পরিবেশের জন্য অত্যন্ত উচ্চ কঠোরতা), CaF₂/MgF₂ (গভীর UV এর জন্য)। এগুলি সাধারণত ব্যয়বহুল এবং প্রক্রিয়াকরণ করা কঠিন।
মূলধারার উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার সাবস্ট্রেটের মূল প্যারামিটারের তুলনা (@1064nm):
উপাদান
প্রতিসরাঙ্ক @1064nm
CTE (×10⁻⁷/K)
তাপ পরিবাহিতা (W/m·K)
শোষণ সহগ (সেমি⁻¹)
সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন এবং নোট
যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।ফিউজড সিলিকাযখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।
~1.45
5.5
1.38
< 5 × 10⁻⁴
গোল্ড স্ট্যান্ডার্ড। UV থেকে NIR পর্যন্ত বেশিরভাগ উচ্চ-ক্ষমতার অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, চমৎকার তাপীয় স্থিতিশীলতা।
যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।BK7যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।
~1.51
71
1.1
~1 × 10⁻³
মাঝারি-কম ক্ষমতার জন্য। দুর্বল তাপীয় কর্মক্ষমতা, উল্লেখযোগ্য তাপীয় লেন্সিং।
যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।সিন্থেটিক সিলিকাযখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।
~1.45
5.5
1.38
< 2 × 10⁻⁴
আল্ট্রা-হাই পিউরিটি, খুব কম ধাতব অপদ্রব্য (<1 ppm), নিয়মিত ফিউজড সিলিকার চেয়ে 20-30% বেশি LIDT।
যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।
26
149
N/A
প্রধানত 3-5 µm মধ্য-IR ব্যান্ডের জন্য। উচ্চ তাপ পরিবাহিতা মূল সুবিধা।
যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।
58
27.5
খুব কম
অত্যন্ত উচ্চ কঠোরতা এবং ভাল তাপ পরিবাহিতা, কঠোর পরিবেশ, UV, দৃশ্যমান আলোর জন্য।
ডেটা ব্যাখ্যা:
থার্মাল লেন্সিং গণনা:
100 ওয়াট কন্টিনিউয়াস-ওয়েভ লেজারের জন্য, 1×10⁻³ সেমি⁻¹ শোষণ সহগ সহ একটি BK7 সাবস্ট্রেটে উৎপন্ন তাপীয় বিকৃতি 5×10⁻⁴ সেমি⁻¹ শোষণ সহগ সহ একটি ফিউজড সিলিকা সাবস্ট্রেটের চেয়ে কয়েকগুণ বেশি হতে পারে।
নোডুলার ত্রুটিগুলি LIDT-এর সবচেয়ে বড় ঘাতক। 100 nm উচ্চতার একটি নোডুলার ত্রুটি স্বাভাবিক এলাকার তুলনায় 2-3 গুণ বেশি লেজার বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র বৃদ্ধি ঘটাতে পারে। ক্ষতির থ্রেশহোল্ড এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র শক্তির মধ্যে বিপরীত বর্গ সম্পর্কের কারণে, এই বিন্দুতে LIDT স্বাভাবিক এলাকার 1/4 থেকে 1/9 পর্যন্ত কমে যায়।CTE-এর পার্থক্য সরাসরি কোটিং-সাবস্ট্রেট ইন্টারফেসে তাপীয় চাপকে প্রভাবিত করে। উচ্চ-ক্ষমতার তাপীয় চক্রের অধীনে কোটিং ফাটল বা ডিল্যামিনেশনের প্রধান কারণ হল CTE অমিল।লেজার-ক্ষতিগ্রস্ত থ্রেশহোল্ড
II. কোটিং প্রয়োজনীয়তার জন্য পরিমাণগত সূচক
1. লেজার-প্ররোচিত ক্ষতি থ্রেশহোল্ড (LIDT):
পরিমাপ মান:
ISO 21254 মান অনুসরণ করে।কর্মক্ষমতা স্তর:
প্রচলিত ই-বিম ইভাপোরেশন কোটিং: ~5-15 J/cm² (ন্যানোসেকেন্ড পালস, 1064nm)
আয়ন-সহায়ক ডিপোজিশন (IAD) কোটিং: ~15-25 J/cm²
আয়ন বিম স্পাটারিং (IBS) কোটিং: > 30 J/cm², শীর্ষ-স্তরের প্রক্রিয়াগুলি 50 J/cm² অতিক্রম করতে পারে।
চ্যালেঞ্জ:
ফেমটোসেকেন্ড পালস লেজারের জন্য, ক্ষতির প্রক্রিয়া ভিন্ন; LIDT সাধারণত পাওয়ার ডেনসিটি হিসাবে প্রকাশ করা হয়, যার জন্য শত শত GW/cm² থেকে TW/cm² স্তরের প্রয়োজন হয়।2. শোষণ এবং বিক্ষিপ্ত ক্ষতি:
শোষণ:
লেজার ক্যালোরিমেট্রি ব্যবহার করে পরিমাপ করা হয়। উচ্চ-মানের IBS কোটিংগুলির জন্য বাল্ক শোষণ ক্ষতি < 5 ppm (0.0005%), পৃষ্ঠ শোষণ ক্ষতি < 1 ppm প্রয়োজন।বিক্ষেপণ:ইন্টিগ্রেটেড স্ক্যাটারোমেট্রি ব্যবহার করে পরিমাপ করা হয়। মোট ইন্টিগ্রেটেড স্ক্যাটার (TIS) < 50 ppm হওয়া উচিত।3. বর্ণালী কর্মক্ষমতা নির্ভুলতা:
উচ্চ-প্রতিফলন (HR) কোটিং:কেন্দ্রীয় তরঙ্গদৈর্ঘ্যে প্রতিফলন R > 99.95%, শীর্ষ-স্তরের জন্য R > 99.99% প্রয়োজন। ব্যান্ডউইথ Δλ অবশ্যই ডিজাইন মান পূরণ করতে হবে (যেমন, Nd:YAG লেজারের 1064nm এর জন্য ±15nm)।
নোডুলার ত্রুটিগুলি LIDT-এর সবচেয়ে বড় ঘাতক। 100 nm উচ্চতার একটি নোডুলার ত্রুটি স্বাভাবিক এলাকার তুলনায় 2-3 গুণ বেশি লেজার বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র বৃদ্ধি ঘটাতে পারে। ক্ষতির থ্রেশহোল্ড এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র শক্তির মধ্যে বিপরীত বর্গ সম্পর্কের কারণে, এই বিন্দুতে LIDT স্বাভাবিক এলাকার 1/4 থেকে 1/9 পর্যন্ত কমে যায়।অবশিষ্ট প্রতিফলন R < 0.1% (একক পৃষ্ঠ), শীর্ষ-স্তরের জন্য R < 0.05% ("সুপার অ্যান্টি-রিফ্লেকশন কোটিং") প্রয়োজন। আল্ট্রাফাস্ট লেজার অ্যাপ্লিকেশনে ব্যবহৃত ব্রডব্যান্ড AR কোটিংগুলির জন্য, শত শত ন্যানোমিটারের ব্যান্ডউইথের উপর R < 0.5% প্রয়োজন।ইলেকট্রন বিম ইভাপোরেশন কোটিং
নোডুলার ত্রুটিগুলি LIDT-এর সবচেয়ে বড় ঘাতক। 100 nm উচ্চতার একটি নোডুলার ত্রুটি স্বাভাবিক এলাকার তুলনায় 2-3 গুণ বেশি লেজার বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র বৃদ্ধি ঘটাতে পারে। ক্ষতির থ্রেশহোল্ড এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র শক্তির মধ্যে বিপরীত বর্গ সম্পর্কের কারণে, এই বিন্দুতে LIDT স্বাভাবিক এলাকার 1/4 থেকে 1/9 পর্যন্ত কমে যায়।কোটিং প্রক্রিয়া প্যারামিটারের তুলনা:প্যারামিটারইলেকট্রন বিম ইভাপোরেশন (E-বিম)আয়ন-সহায়ক ডিপোজিশন (IAD)আয়ন বিম স্পাটারিং (IBS)
ডিপোজিশন রেট
দ্রুত (0.5 - 5 nm/s)
মাঝারি (0.2 - 2 nm/s)
ধীর (0.01 - 0.1 nm/s)
যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।
মাঝারি (100 - 300 °C)
নিম্ন (< 100 °C)
যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।
উচ্চ (>95% বাল্ক ঘনত্ব)
খুব উচ্চ (100% বাল্ক ঘনত্বের কাছাকাছি)
পৃষ্ঠের রুক্ষতা
যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।উচ্চতর (~1-2 nm RMS)যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।
খুব কম (< 0.3 nm RMS)
স্ট্রেস নিয়ন্ত্রণ
যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।সাধারণত টেনসাইল স্ট্রেসযখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।
সাধারণত নিয়ন্ত্রণযোগ্য কম্প্রেসিভ স্ট্রেস
সাধারণ LIDT
যখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।মাঝারি থেকে উচ্চযখন বাজেট সীমিত থাকে কিন্তু 15-20 J/cm² পরিসরে LIDT প্রয়োজন হয়, তখন IAD সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান।
আপনার বার্তাটি 20-3,000 টির মধ্যে হতে হবে!