የሬንጅ፣ የብርጭቆ እና የሲሊኮን ካርቦይድ ሞገድ መመሪያ ቁሶች ንፅፅር ምንድነው?

ከዚህ ቀደም ' የሚል ርዕስ አውጥተናል።Resin, Glass, and Silicon Carbide Waveguides የአፈጻጸም ባህሪያትን ማነፃፀር '(ለመመልከት ጠቅ ያድርጉ)። ዛሬ ሦስቱን ቁሳቁሶች በበለጠ ዝርዝር እናስተዋውቃቸዋለን።

Resin Material Waveguide

የእይታ ባህሪያት

1. ** አንጸባራቂ ኢንዴክስ**፡ የሬንጅ ሪፈራል ኢንዴክስ በተለምዶ ከ1.49 እስከ 1.60 ይደርሳል፣ ይህም ከመስታወት እና ከሲሊኮን ካርቦይድ ጋር ሲነጻጸር ዝቅተኛ ነው። ዝቅተኛ የማጣቀሻ ኢንዴክስ ማለት በሞገድ መመሪያው ውስጥ ለጠቅላላው ውስጣዊ ነጸብራቅ ወሳኝ አንግል ትልቅ ነው, በዚህም ምክንያት ከፍተኛ የማጣቀሻ ኢንዴክሶች ካላቸው ሌሎች ቁሳቁሶች ያነሰ የኦፕቲካል ሲግናል ማስተላለፊያ ቅልጥፍናን ያመጣል. (n = sin i / sin r፣ n የማጣቀሻው ኢንዴክስ ነው፣ ኃጢአት i የአደጋው አንግል ኃጢአት ነው፣ እና ኃጢአት r የተቋረጠው አንግል ኃጢአት ነው።)

2. **ማስተላለፊያ**፡- ረዚን ቁሶች በሚታየው የብርሃን ክልል ውስጥ ጥሩ ስርጭትን ያሳያሉ፣ነገር ግን የኦፕቲካል ተመሳሳይነታቸው በሞለኪውላዊ አደረጃጀት ይጎዳል። የታችኛው የብርሃን መበታተን ባህሪያት ግልጽነትን ለመጠበቅ ይረዳሉ, ነገር ግን ለረጅም ጊዜ ጥቅም ላይ ማዋል በእርጅና ምክንያት ስርጭትን ይቀንሳል.

3. ** ቢሬፍሪንሴ **: ረዚኖች በአብዛኛው ዝቅተኛ የቢፍሪንግንነት ያሳያሉ ምክንያቱም በአንጻራዊ ሁኔታ በዘፈቀደ በሞለኪውላዊ መዋቅራቸው እና በዝቅተኛ ውስጣዊ ውጥረት ምክንያት በብርሃን ስርጭት ወቅት አነስተኛ የክፍል ልዩነቶችን ያስከትላሉ። ነገር ግን, በአንዳንድ ሁኔታዎች, ውጫዊ ውጥረት ያልተስተካከሉ የኦፕቲካል ባህሪያትን ሊያስከትል ይችላል.

ሜካኒካል ንብረቶች

1. ** ጠንካራነት ***፡ የሬንጅ ጥንካሬ በአጠቃላይ ዝቅተኛ ነው (ከ15-20 ኤች.ቪ. ከቪከርስ ጥንካሬ ጋር) ከመስታወት እና ከሲሊኮን ካርቦዳይድ ጋር ሲነፃፀር ለሜካኒካዊ ጉዳት የበለጠ ተጋላጭ ያደርገዋል ፣ በተለይም መሬቱ ለግጭት ሲጋለጥ። ይህ ዝቅተኛ ጥንካሬ በትክክለኛ የኦፕቲካል ሲስተሞች ውስጥ ያለውን የህይወት ዘመን ይገድባል.

2. **ጠንካራነት እና የመለጠጥ ሞዱሉስ**፡ ረዚን በአንፃራዊነት ከፍተኛ ጥንካሬ እና የመለጠጥ ሞጁሉን በተለይም ከ2-5 ጂፒኤ ክልል ውስጥ ያሳያል፣ ይህም በተፅዕኖ ስር መሰንጠቅን ይከላከላል። ይሁን እንጂ የመለጠጥ ሞጁሉስ መቀነስ በተለይ በከፍተኛ ሙቀት ወይም ለረጅም ጊዜ ጥቅም ላይ በሚውልበት ጊዜ የኦፕቲካል መሳሪያዎች መዋቅራዊ መረጋጋትን ሊያዳክም ይችላል. (የመለጠጥ ሞጁል፡ E = σ / ε፣ የመለጠጥ ሞጁሉ በትልቁ፣ የቁሱ የመለጠጥ ሁኔታ የተሻለ ይሆናል፣ ይህም ከጭንቀት በኋላ ወደ መጀመሪያው ቅርፁ በፍጥነት እንደሚመለስ ያሳያል።)

ኬሚካላዊ ባህሪያት

1. **የኬሚካል ዝገት መቋቋም**፡ ሬንጅ ጥሩ ኬሚካላዊ መረጋጋትን ያሳያል እና የበርካታ አሲዶች፣ ቤዝ እና ኦርጋኒክ መሟሟት ዝገትን መቋቋም ይችላል። ይሁን እንጂ ለአልትራቫዮሌት (UV) ብርሃን በጣም ስሜታዊ ነው, እና ለ UV ጨረሮች ለረጅም ጊዜ መጋለጥ ወደ ቢጫነት ወይም ወደ መሳብ ሊያመራ ይችላል.

2. **የእርጥበት መምጠጥ**፡- ረዚን ቁሶች በተወሰነ ደረጃ የንፅህና መጠበቂያነት አላቸው፣ይህም ከውሃ መምጠጥ በኋላ የኦፕቲካል አፈጻጸምን ወደ መቀነስ ይመራል፣ ለምሳሌ የማጣቀሻ ኢንዴክስ ለውጥ እና ግልፅነት ይቀንሳል። በተጨማሪም እርጥበት መሳብ የቁሳቁስን ሜካኒካል ባህሪያት ሊያዳክም እና የሙቀት መስፋፋትን ጥምርታ ይጨምራል።

የ Glass Material Waveguide

የእይታ ባህሪያት

1. **አንጸባራቂ ኢንዴክስ**፡ የኦፕቲካል-ደረጃ መስታወት አንጸባራቂ ኢንዴክስ እንደ አጻጻፉ እንደተለመደው ከ1.5 እስከ 1.9 ይደርሳል። እንደ BK7 ያሉ የጋራ የጨረር ብርጭቆዎች የ 1.5168 የማጣቀሻ ኢንዴክስ አለው, ይህም መስታወት በጠቅላላ የውስጥ ነጸብራቅ ሞገድ ንድፎችን የላቀ የኦፕቲካል ማስተላለፊያ ቅልጥፍናን እንዲያቀርብ እና የብርሃን ብክነትን ይቀንሳል. (n = sin i / sin r፣ n የማጣቀሻው ኢንዴክስ ነው፣ ኃጢአት i የአደጋው አንግል ኃጢአት ነው፣ እና ኃጢአት r የተቋረጠው አንግል ኃጢአት ነው።)

2. **Dispersion Coefficient**፡- የመስታወቱ አቤ ቁጥር (V-value) ብዙውን ጊዜ ከ50 እስከ 60 ይደርሳል፣ ይህም ዝቅተኛ ስርጭትን ያመለክታሉ፣ ይህ ማለት በተለያዩ የሞገድ ርዝመቶች ላይ ያለው የሪፍራክቲቭ ኢንዴክስ ለውጥ አነስተኛ ነው። ስለዚህ, በ AR waveguides ውስጥ, ብርጭቆ የምስሉን ግልጽነት እና የቀለም ወጥነት በማረጋገጥ የተበታተኑ ክስተቶችን በተሳካ ሁኔታ ይቀንሳል. (σ = δλ * D * L፣ δλ ስርወ አማካኝ ስኩዌር ስፔክትራል የብርሃን ምንጭ የሆነበት፣ D(λ) የስርጭት መጠን ነው፣ እና L ርዝመቱ ነው። የነጠላ ሞድ ኦፕቲካል ፋይበር ስርጭት በአጠቃላይ 20 ps/km·nm ነው፣ ይህም ማለት ረዣዥም የፋይበር ርዝመቶች አጠቃላይ ስርጭትን ያስከትላል።)

3. ** የማስተላለፊያ እና የመምጠጥ ቅንጅት ***: ከፍተኛ ጥራት ያለው የኦፕቲካል መስታወት እጅግ በጣም ከፍተኛ የመተላለፊያ ይዘት አለው, ከ 95% በላይ ይደርሳል. የመምጠጥ መጠኑ ዝቅተኛ ነው ፣በተለይም በሚታየው የብርሃን ስፔክትረም ውስጥ ፣በብርሃን ኃይል በትንሹ በመምጠጥ ፣ስለዚህ የእይታ ምልክቶችን በብቃት ማስተላለፍን ያረጋግጣል።

ሜካኒካል ንብረቶች

1. ** ጠንካራነት እና ጥንካሬ ***: ብርጭቆ ከፍተኛ ጥንካሬ አለው (በተለምዶ 500-700 ኤች.ቪ.) በጣም ጥሩ የጭረት መቋቋም እና ዘላቂነት ይሰጣል። ምንም እንኳን ብርጭቆ በአንጻራዊ ሁኔታ የተበጣጠሰ ቢሆንም ፣ እንደ ኬሚካዊ ማጠናከሪያ እና አካላዊ ቁጣ ያሉ ዘመናዊ ማቀነባበሪያ ቴክኒኮች ተፅእኖን የመቋቋም እና ጥንካሬን በእጅጉ ያሳድጋሉ።

2. ** የላስቲክ ሞዱሉስ እና የፖይሰን ሬሾ**፡ የተለመደው የጨረር መስታወት የመለጠጥ ሞጁል ከ70 እስከ 85 ጂፒኤ ይደርሳል፣ የPoisson ሬሾ 0.2-0.3 አካባቢ ነው። ይህ ውህድ መስታወት በሜካኒካዊ ሸክሞች ውስጥ በተለይም በሞገድ መመሪያዎች ውስጥ ጥሩ ቅርፅ እንዲይዝ ያስችለዋል ፣ ይህም የኦፕቲካል መንገዱን መረጋጋት ያረጋግጣል። (በአቀባዊ አቅጣጫ (εl) ላይ ያለው የጭንቀት ሬሾ ወደ ጭነት አቅጣጫ (ε) የ Poisson ሬሾ በመባል ይታወቃል። v ተብሎ የሚገለጽ ሲሆን v = -ε1/ε ተብሎ ይገለጻል። በመለጠጥ ደረጃው ውስጥ v ቋሚ ነው። በንድፈ-ሀሳብ ከሦስቱ የላስቲክ ቋሚዎች ሁለቱ ብቻ ናቸው (E, G., E) (E, G., E) ε. የመለጠጥ ሞጁሎች በትልቁ፣ የቁሱ የመለጠጥ ሁኔታ የተሻለ ይሆናል፣ ይህም ከጭንቀት በኋላ ወደ መጀመሪያው ቅርፅ በፍጥነት እንደሚመለስ ያሳያል።)

ኬሚካላዊ ባህሪያት

1. ** የኬሚካል መረጋጋት ***: የመስታወት ቁሳቁሶች በአብዛኛዎቹ የኬሚካላዊ አካባቢዎች በተለይም በአሲድ, በመሠረት እና በኦርጋኒክ መሟሟት ውስጥ ጥሩ መረጋጋት ያሳያሉ. የተወሰኑ ልዩ የመስታወት ዓይነቶች (እንደ ኳርትዝ መስታወት ያሉ) ከፍተኛ ሙቀት ባለው እና በሚበላሹ ሁኔታዎች ውስጥ እንኳን ልዩ መረጋጋት ያሳያሉ።

2. **የእርጥበት መቋቋም**፡ መስታወት ማለት ይቻላል ሃይግሮስኮፒክ አይደለም፣ ይህም የጨረር አፈፃፀሙ እርጥበታማ በሆኑ አካባቢዎች ላይ ምንም ተጽእኖ እንደሌለበት ያረጋግጣል። የውሃ ትነት በመስታወት ጠቋሚ, ግልጽነት ወይም ሌሎች የጨረር መለኪያዎች ላይ ምንም ጠቃሚ ተጽእኖ የለውም.

የሲሊኮን ካርቦይድ ሞገድ መመሪያ ቁሳቁስ

የእይታ ባህሪያት

1. ** አንጸባራቂ ኢንዴክስ ***፡ ሲሊኮን ካርቦዳይድ በግምት 2.65 የሚጠጋ በጣም ከፍተኛ የማጣቀሻ ኢንዴክስ ያለው ሲሆን ይህም የብርሃን መንገዶችን በኦፕቲካል ዲዛይኖች ውስጥ የማጣመም ችሎታውን በእጅጉ ያሳድጋል፣ ይህም ትክክለኛ የጨረር ቁጥጥር ለሚፈልጉ ስርዓቶች ተስማሚ ያደርገዋል። ነገር ግን፣ ከፍተኛ የማጣቀሻ መረጃ ጠቋሚ ለአደጋ ብርሃን ከፍተኛ ነጸብራቅ ፍጥነትን ያስከትላል፣ ይህም በበይነገጾች ላይ የበለጠ የጨረር መጥፋትን ሊያስተዋውቅ ይችላል።

2. **ማስተላለፊያ**፡- ምንም እንኳን ሲሊከን ካርቦይድ በሚታየው የብርሃን ክልል ውስጥ በአንፃራዊነት ዝቅተኛ ማስተላለፊያ ቢኖረውም በኢንፍራሬድ (IR) እና በአልትራቫዮሌት (UV) ባንዶች ውስጥ ጉልህ ጥቅሞችን ያሳያል። ይህ ንብረት በ waveguide ስርዓቶች ውስጥ የተወሰኑ የሞገድ ርዝመቶችን ለማስተላለፍ የሲሊኮን ካርቦይድ ተስፋ ሰጪ ያደርገዋል።

3. **የጨረር ባንድጋፕ**፡- ሲሊኮን ካርቦይድ ሰፊ ባንድጋፕ (በግምት 3.0 eV) አለው፣ ይህም ከፍተኛ ኃይል ባለው የፎቶን መጋለጥ ውስጥ ጠንካራ መረጋጋትን የሚያመለክት፣ በመስታወት እና በከፍተኛ-ድግግሞሽ አብርኆት ውስጥ ሬንጅ ውስጥ የሚታዩ የፎቶዳዴሽን ክስተቶችን ይከላከላል። (αhν = B(hν - Eg)^m፣ α የሞላር መምጠጥ መጠን፣ h የፕላንክ ቋሚ፣ ν የአደጋው የፎቶን ድግግሞሽ፣ B ተመጣጣኝ ቋሚ ነው፣ ለምሳሌ የሴሚኮንዳክተር ቁሳቁስ የጨረር ባንድጋፕ ነው፣ እና m ከቁስ እና የሽግግር አይነት ጋር የተያያዘ ነው።)

ሜካኒካል ንብረቶች

1. **ጠንካራነት**: ሲሊኮን ካርቦይድ በጣም ጠንካራ ከሚባሉት ቁሳቁሶች አንዱ ነው, ጥንካሬው ወደ 2500 HV ይጠጋል. እጅግ በጣም ከፍተኛ ጥንካሬው በሜካኒካዊ ተጽእኖ እና በግጭት ውስጥ አነስተኛ መበላሸትን ያረጋግጣል, የረጅም ጊዜ የእይታ ትክክለኛነትን እና መረጋጋትን ይጠብቃል.

2. **የስብራት ጥንካሬ**፡ ጥንካሬው ቢሆንም፣ ሲሊከን ካርቦይድ በአንፃራዊነት ዝቅተኛ ስብራት ጥንካሬ አለው (በተለምዶ 3.0 MPa·m^0.5)፣ ይህም በጠንካራ ተጽእኖ ወይም በጭንቀት ትኩረት ለሚሰበር ስብራት የተጋለጠ ነው። (የስብራት ጥንካሬ የሚለካው በስብራት ሙከራ ነው፣ በቀመርው፡ Fracture Toughness = Fracture Strength / Fracture Length።)

3. ** Elastic Modulus ***: ሲሊኮን ካርቦይድ እጅግ በጣም ከፍተኛ የመለጠጥ ሞጁል (በግምት 410 ጂፒኤ) አለው, ይህም ማለት በውጥረት ውስጥ አነስተኛ የመለጠጥ ቅርፅን ያሳያል, ይህም በከፍተኛ ጭነት ውስጥ መዋቅራዊ መረጋጋትን እና የእይታ ትክክለኛነትን ያረጋግጣል. (የመለጠጥ ሞጁል፡ E = σ / ε. ትልቁ የመለጠጥ ሞጁል, የቁሱ የመለጠጥ ሁኔታ የተሻለ ይሆናል, ይህም ከጭንቀት በኋላ ወደ መጀመሪያው ቅርጽ በፍጥነት እንደሚመለስ ያሳያል.)

ኬሚካላዊ ባህሪያት

1. ** ከፍተኛ ሙቀት መቋቋም ***: የሲሊኮን ካርቦይድ አወቃቀሩን እና የኦፕቲካል አፈጻጸምን እጅግ በጣም ከፍተኛ በሆነ የሙቀት መጠን ይይዛል, ከ 2700 ዲግሪ ሴንቲግሬድ በላይ የማቅለጫ ነጥብ. ይህ ከፍተኛ ሙቀት ባለባቸው አካባቢዎች ውስጥ እጅግ በጣም ጥሩ የኦፕቲካል ንብረቶችን እንዲይዝ ያስችለዋል, ነገር ግን መስታወት እና ሙጫ በተመሳሳይ ሁኔታ የሙቀት መበላሸት ወይም መበላሸት ሊደርስባቸው ይችላል.

2. ** የዝገት መቋቋም ***፡- ሲሊኮን ካርቦዳይድ እጅግ በጣም ጥሩ የኬሚካል ዝገት መቋቋምን ያሳያል፣ የአብዛኞቹን አሲዶች፣ መሠረቶች እና ከፍተኛ የሙቀት መጠን ያለው ኦክሳይድ ተፅእኖን መቋቋም የሚችል፣ ይህም በአስቸጋሪ አካባቢዎች ውስጥ ያለውን ጥንካሬ የበለጠ ያሳድጋል።

ማጠቃለያ

Resin waveguides ለማቀነባበር ቀላል እና ከፍተኛ ጥንካሬ አላቸው፣ ነገር ግን ደካማ የኦፕቲካል እና ሜካኒካል ባህሪያት፣ በተለይም ዝቅተኛ የማጣቀሻ ኢንዴክስ እና በቂ ጥንካሬ የሌላቸው ናቸው። የመስታወት ሞገዶች ጥሩ አጠቃላይ የኦፕቲካል አፈፃፀም እና ዘላቂነት ይሰጣሉ ፣ ይህም ለትክክለኛ የኦፕቲካል ስርዓቶች ተስማሚ ያደርጋቸዋል ፣ በአማካይ ሜካኒካል ባህሪዎች እና ጠንካራ የኬሚካል መረጋጋት። 

የሲሊኮን ካርቦዳይድ ሞገድ በሜካኒካዊ አፈፃፀም እና በሙቀት መረጋጋት የላቀ ፣ ለከባድ አከባቢዎች ተስማሚ የሆነ እጅግ በጣም ከፍተኛ ጥንካሬን በመኩራራት ፣ ግን በሚታየው የብርሃን ክልል ውስጥ ደካማ የኦፕቲካል ማስተላለፊያዎች ስላላቸው እና ለመስራት አስቸጋሪ ናቸው።