धातुकृत ऑप्टिकल खिड़कियाँ: परिशुद्ध प्रकाशिकी में अनसुने समर्थक

परिशुद्ध प्रकाशिकी और ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों में, विभिन्न घटक एक विशिष्ट भूमिका निभाते हैं और जटिल कार्यों को पूरा करने के लिए एक साथ मिलकर काम करते हैं। चूँकि इन घटकों का निर्माण अलग-अलग तरीकों से किया जाता है, इसलिए उनकी सतह का उपचार भी अलग-अलग होता है। व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले तत्वों में,ऑप्टिकल खिड़कियाँकई प्रक्रिया रूपों में आते हैं। एक सरल सा प्रतीत होने वाला लेकिन महत्वपूर्ण उपसमूह हैधातुकृत ऑप्टिकल विंडो- न केवल ऑप्टिकल पथ का "द्वारपाल", बल्कि एक सच्चासंबलसिस्टम की कार्यक्षमता पर। आइए, इसे और करीब से देखें।

धातुकृत ऑप्टिकल विंडो क्या है - और इसे धातुकृत क्यों किया जाता है?

1) परिभाषा

सरल शब्दों में कहें तो,धातुकृत ऑप्टिकल विंडोएक प्रकाशीय घटक है जिसका सब्सट्रेट - आम तौर पर कांच, फ्यूज्ड सिलिका, नीलम, आदि - धातु की एक पतली परत (या बहुपरत) होती है (जैसे, Cr, Au, Ag, Al, Ni) जो वाष्पीकरण या स्पटरिंग जैसी उच्च परिशुद्धता वैक्यूम प्रक्रियाओं के माध्यम से इसके किनारों पर या निर्दिष्ट सतह क्षेत्रों पर जमा होती है।

एक व्यापक फ़िल्टरिंग वर्गीकरण से, धातुकृत खिड़कियां हैंनहींपारंपरिक "ऑप्टिकल फ़िल्टर"। क्लासिक फ़िल्टर (जैसे, बैंडपास, लॉन्ग-पास) प्रकाश के स्पेक्ट्रम को बदलते हुए, कुछ वर्णक्रमीय बैंडों को चुनिंदा रूप से संचारित या परावर्तित करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।ऑप्टिकल विंडोइसके विपरीत, यह मुख्यतः सुरक्षात्मक है। इसे बनाए रखना चाहिएउच्च संचरणएक विस्तृत बैंड (जैसे, VIS, IR, या UV) पर प्रदान करते समयपर्यावरणीय अलगाव और सीलिंग.

अधिक सटीक रूप से, एक धातुकृत खिड़की एकविशिष्ट उपवर्गऑप्टिकल विंडो का। इसकी विशिष्टता इसमें निहित हैधातुरूप करने की क्रिया, जो ऐसे कार्य प्रदान करता है जो एक साधारण विंडो प्रदान नहीं कर सकती।

2) मेटलाइज़ क्यों करें? मुख्य उद्देश्य और लाभ

किसी नाममात्र पारदर्शी घटक को अपारदर्शी धातु से लेपित करना विरोधाभासी लग सकता है, लेकिन यह एक बुद्धिमानी भरा और उद्देश्य-संचालित विकल्प है। धातुकरण आमतौर पर निम्नलिखित में से एक या अधिक को संभव बनाता है:

(ए) विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (ईएमआई) परिरक्षण
कई इलेक्ट्रॉनिक और ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों में, संवेदनशील सेंसर (जैसे, सीसीडी/सीएमओएस) और लेज़र बाहरी ईएमआई के प्रति संवेदनशील होते हैं—और स्वयं भी हस्तक्षेप उत्सर्जित कर सकते हैं। खिड़की पर एक सतत, सुचालक धातु परत एक की तरह काम कर सकती हैफैराडे गुफ़ा, अवांछित आरएफ/ईएम क्षेत्रों को अवरुद्ध करते हुए प्रकाश को गुजरने की अनुमति देता है, जिससे डिवाइस का प्रदर्शन स्थिर हो जाता है।

(बी) विद्युत कनेक्शन और ग्राउंडिंग
धातुकृत परत सुचालक होती है। इसमें एक तार को सोल्डर करके या इसे धातु के आवरण से जोड़कर, आप खिड़की के अंदर लगे तत्वों (जैसे, हीटर, तापमान सेंसर, इलेक्ट्रोड) के लिए विद्युत मार्ग बना सकते हैं या स्थैतिक ऊर्जा को नष्ट करने और परिरक्षण को बढ़ाने के लिए खिड़की को ज़मीन से बाँध सकते हैं।

(c) हर्मेटिक सीलिंग
यह एक आधारभूत उपयोग का मामला है। ऐसे उपकरणों में जिन्हें उच्च निर्वात या निष्क्रिय वातावरण की आवश्यकता होती है (जैसे, लेज़र ट्यूब, फोटोमल्टीप्लायर ट्यूब, एयरोस्पेस सेंसर), खिड़की को एक धातु पैकेज से जोड़ा जाना चाहिए।स्थायी, अति-विश्वसनीय सील. का उपयोग करनाटांकनाखिड़की के धातुकृत रिम को धातु आवास से जोड़ा जाता है, जिससे चिपकने वाले बंधन की तुलना में कहीं बेहतर वायुरुद्धता प्राप्त होती है, जिससे दीर्घकालिक पर्यावरणीय स्थिरता सुनिश्चित होती है।

(घ) एपर्चर और मास्क
धातुकरण के लिए पूरी सतह को ढकना ज़रूरी नहीं है; इसे पैटर्न किया जा सकता है। एक अनुकूलित धातु मास्क (जैसे, गोलाकार या वर्गाकार) लगाने से सटीक रूप से परिभाषित होता हैस्पष्ट छिद्र, भटके हुए प्रकाश को रोकता है, और एसएनआर और छवि गुणवत्ता में सुधार करता है।

धातुकृत खिड़कियों का उपयोग कहाँ किया जाता है

इन क्षमताओं के कारण, धातुकृत खिड़कियां व्यापक रूप से उन स्थानों पर लगाई जाती हैं जहां वातावरण की मांग होती है:

रक्षा एवं एयरोस्पेस:मिसाइल सीकर, सैटेलाइट पेलोड, हवाई आईआर सिस्टम—जहाँ कंपन, तापीय चरम सीमाएँ और तेज़ ईएमआई आम बात हैं। धातुकरण सुरक्षा, सीलिंग और परिरक्षण प्रदान करता है।
उच्च स्तरीय औद्योगिक एवं अनुसंधान:उच्च शक्ति वाले लेजर, कण डिटेक्टर, वैक्यूम व्यूपोर्ट, क्रायोस्टेट - ऐसे अनुप्रयोग जो मजबूत वैक्यूम अखंडता, विकिरण सहिष्णुता और विश्वसनीय विद्युत इंटरफेस की मांग करते हैं।
चिकित्सा एवं जीवन विज्ञान:एकीकृत लेजर युक्त उपकरण (जैसे, फ्लो साइटोमीटर) जो किरण को बाहर छोड़ते समय लेजर गुहा को सील कर देते हैं।
संचार एवं संवेदन:फाइबर-ऑप्टिक मॉड्यूल और गैस सेंसर जो सिग्नल शुद्धता के लिए ईएमआई परिरक्षण से लाभान्वित होते हैं।

मुख्य विनिर्देश और चयन मानदंड

धातुकृत ऑप्टिकल खिड़कियों को निर्दिष्ट या मूल्यांकन करते समय, इन पर ध्यान दें:

सब्सट्रेट सामग्री- ऑप्टिकल और भौतिक प्रदर्शन निर्धारित करता है:

बीके7/के9 ग्लास:किफायती; दृश्यमान के लिए उपयुक्त।
संलयित सिलिका:यूवी से एनआईआर तक उच्च संचरण; कम सीटीई और उत्कृष्ट स्थिरता।
नीलम:अत्यंत कठोर, खरोंच प्रतिरोधी, उच्च तापमान सक्षम; कठोर वातावरण में व्यापक यूवी-मध्य-आईआर उपयोगिता।
सी/जीई:मुख्यतः आईआर बैंड के लिए।

स्पष्ट एपर्चर (CA)- ऑप्टिकल विनिर्देशों को पूरा करने की गारंटी वाला क्षेत्र। धातुकृत क्षेत्र आमतौर पर CA के बाहर (और उससे बड़े) स्थित होते हैं।
धातुकरण प्रकार और मोटाई–

Crइसका उपयोग अक्सर प्रकाश अवरोधक छिद्रों और आसंजन/ब्रेज़िंग आधार के रूप में किया जाता है।
Auसोल्डरिंग/ब्रेज़िंग के लिए उच्च चालकता और ऑक्सीकरण प्रतिरोध प्रदान करता है।
विशिष्ट मोटाई: दसियों से सैकड़ों नैनोमीटर, कार्य के अनुरूप।

हस्तांतरण– लक्ष्य बैंड पर प्रतिशत थ्रूपुट (λ₁–λ₂)। उच्च-प्रदर्शन विंडो इससे अधिक हो सकती हैं99%डिज़ाइन बैंड के भीतर (स्पष्ट एपर्चर पर उपयुक्त एआर कोटिंग्स के साथ)।
वायुरुद्धता- ब्रेज़्ड खिड़कियों के लिए महत्वपूर्ण; आमतौर पर हीलियम रिसाव परीक्षण के माध्यम से सत्यापित किया जाता है, जिसमें कठोर रिसाव दरें होती हैं जैसे< 1 × 10⁻⁸ सीसी/सेकंड(एटीएम हे).
ब्रेज़िंग संगतता- धातु के ढेर को गीला होना चाहिए और चुने हुए भरावों (जैसे, AuSn, AgCu यूटेक्टिक) से अच्छी तरह से जुड़ना चाहिए और थर्मल साइकलिंग और यांत्रिक तनाव का सामना करना चाहिए।
सतही गुणवत्ता– स्क्रैच-डिग (उदाहरण के लिए,60-40या बेहतर); छोटी संख्याएं कम/हल्के दोषों को दर्शाती हैं।
सतही आकृति- समतलता विचलन, आमतौर पर किसी दिए गए तरंगदैर्ध्य पर तरंगों में निर्दिष्ट (उदाहरण के लिए,λ/4, λ/10 @ 632.8 एनएम); छोटे मान का मतलब बेहतर समतलता है।

जमीनी स्तर

धातुकृत ऑप्टिकल खिड़कियाँ किसके बीच में स्थित हैं?ऑप्टिकल प्रदर्शनऔरयांत्रिक/विद्युत कार्यक्षमतावे महज प्रसारण से आगे बढ़कर,सुरक्षात्मक अवरोध, ईएमआई शील्ड, हर्मेटिक इंटरफेस और विद्युत पुलसही समाधान चुनने के लिए सिस्टम-स्तरीय व्यापार अध्ययन की आवश्यकता होती है: क्या आपको चालकता की आवश्यकता है? ब्रेज़्ड हर्मेटिकिटी? ऑपरेटिंग बैंड क्या है? पर्यावरणीय भार कितने गंभीर हैं? इन उत्तरों से सब्सट्रेट, धातुकरण स्टैक और प्रसंस्करण मार्ग का चयन प्रभावित होता है।

यह वास्तव में इसी का संयोजन हैसूक्ष्म-स्तरीय परिशुद्धता(इंजीनियर्ड धातु फिल्मों के दसियों नैनोमीटर) औरवृहद पैमाने पर मजबूती(दबाव अंतर और क्रूर तापीय उतार-चढ़ाव को झेलने वाली) जो धातुकृत ऑप्टिकल खिड़कियों को अपरिहार्य बनाती है“सुपर विंडो”-नाज़ुक ऑप्टिकल डोमेन को वास्तविक दुनिया की सबसे कठिन परिस्थितियों से जोड़ना।

पोस्ट करने का समय: 15-अक्टूबर-2025