Design and production of antireflection coating for Ge, ZnSe and ZnS in 8-12 micrometer wavelength region
Ge, ZnSe ve ZnS için 8-12 mikrometre dalga boyu aralığında yansıma önleyici kaplama tasarımı ve üretimi
- Tez No: 255267
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET PARLAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 89
Özet
Bu tez termal görüntüleme sistemlerinde yaygın olarak kırıcı optik eleman olarak kullanılan malzemeler üzerine yapılan yansımayı önleyici kaplamaların tasarım ve uygulama sürecini anlatmaktadır. Bu kaplamalar, kırıcı optik elemanların yüzeyinden yansımaların ve sistem içindeki gereksiz ışımaların azaltılması için gereklidir.Germanyum, çinko sülfit ve çinko selenit altlık malzemeleri olarak kullanılmış ve optik özellikleri kızılötesi elipsometre ve Fourier dönüşümü kızılötesi spektrometresi ile belirlenmiştir. Her bir malzeme için 8-12µm aralığında çalışan yansıma önleyici kaplamalar Needle sentez metodu ile tasarlanmıştır. Optimizasyon sürecini kısaltmak amacıyla ?The Essential Macleod? isimli ticari yazılım kullanılmıştır. Yansıma kayıplarını azaltmak için kaplama tasarımında çok katmanlı bir yapı kullanılmıştır. Bunu yaratmak için çinko selenit ve kurşun tellür düşük ve yüksek kırıcılık indisli malzemeler olarak kullanılmıştır.Bu tezde gerekli teorik altyapı bilgisi ve yaygın olarak kullanılan kaplama teknikleri gözden geçirilmiştir. Örnekler magnetron ile saçtırma yöntemiyle üretilmiştir. Büyütülen katmanların kalınlığını optimize etmek için büyütme süresi ve değişimi kontrol edilmiş, sonrasında ise kalınlık profilometresi ile örnek kalınlıkları ölçülmüştür.9.7-10.3 µm dalga boyu aralığında geçirgenliği % 90'ın üzerinde olan, ZnS üzerine üç katlı PbTe/ZnSe/PbTe ve Ge üzerinede iki katlı PbTe/ZnS kaplamalaı başarı ile üretilmiştir. Her ne kadar üretilen 2 ve 3 katmanlı kaplamanın optimizasyon aralığı hedeflenen aralıktan dar olsa da, bu tezde geliştirilen metodun kaplama parametreleri üzerinde daha iyi kontrol sağlayan bir kaplama sistemi kullanıldığında, daha geniş band aralığında spektral tepkisi olan yansıma önleyici kaplamalar vereceği gösterilmiştir. Örneğin germenyum üzerine sırası ile yüksek ve düşük kırıcılık indisli katmanlarla yedi katlı AR kaplamanın % 93 ün üzerinde geçirgenlik vermesi beklenmektedir.
Özet (Çeviri)
This thesis describes the works done during the design and deposition process of the antireflection coating for the materials commonly used as refractive optical elements in thermal imaging systems. These coatings are quite necessary to reduce reflection losses from the surface of the optics and stray light that directly affects the image quality.Germanium, zinc sulfide and zinc selenide were used as substrate material and their optical properties were investigated with infrared ellipsometry and FTIR. Antireflection coatings for each material operating in 8-12 µm range were designed with Needle Synthesis Technique. In order to shorten the optimization time, commercial software; ?The Essential Macleod? was used. In order to reduce the reflectance losses multilayer structure was used in the coating design, and zinc selenide and lead telluride were used as low and high index materials.In this study the necessary theoretical background and common deposition techniques are reviewed. Samples were produced using the magnetron sputtering. To optimize the thicknesses of the deposited layers, growth period and rate was controlled. Thicknesses of the samples, following to the deposition were also measured by thickness profilometer.A 3-layer coating, PbTe/ZnSe/PbTe, on ZnS and 2-layer coating PbTe/ZnS on Ge having more than 90% transmittance in 9.7-10.3 µm wavelength region have been successfully produced. Although, the measured range for 3 and 2- layer coating is narrower than the aimed one, it has been shown that, the method developed in this thesis would yield AR-coatings with broader spectral response if a system having better control on deposition parameters is used. For example, our design and optimization work has suggested that a 7-layer AR coating on germanium, with alternating high and low index layers is expected to give transmittance value greater than 93% in the studied wavelength region.
Benzer Tezler
- Polisilisyum tabaka üzerine fotolitografi yöntemi 0,3 mikron şekillendirme prosesinin optimizasyonu
Optimization of 0,3 µm photolithography process parameters over polysilicon layer
ZELİHA ÖZDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSNÜ ATAKÜL
- Silisyum katkılı Al-Ti-N solar soğurucu kaplamaların üretimi ve karakterizasyonu
Characterization and production of silicon doped Al-Ti-N solar absorber coatings
SERDAR SONAY ÖZBAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHAMMET KÜRŞAT KAZMANLI
- Hidrojenlendirilmiş amorf silisyum tabanlı yansıtmaz kaplamaların üretilmesi ve optik özelliklerinin incelenmesi
Production of hydrogenated amorphous silicon based antireflection coatings and investigation of optical properties
OLDOUZ TOFİGH KOUZEHKONANİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
EnerjiHacettepe ÜniversitesiTemiz Tükenmez Enerjiler Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AKIN BACIOĞLU
- Tek katmanlı yansıma önleyici ince film kaplamaların üretimi ve optik/mekanik özelliklerinin incelenmesi
Production of single layer antireflective thin film coatings and investigation of optical&mechanical properties
GİZEM AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHAMMET KÜRŞAT KAZMANLI
DR. REFİKA BUDAKOĞLU
- Notch filtre tasarımı
Notch filter design
ERCAN AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET KABAK