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

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

Resin Material Waveguide

የእይታ ባህሪያት

1. **አንጸባራቂ ኢንዴክስ**፡- የሬንጅ ሪፈራል ኢንዴክስ በአብዛኛው 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 የማጣቀሻ ኢንዴክስ ነው፣ ኃጢአት i የአደጋው አንግል ኃጢአት ነው፣ እና ኃጢአት r የተገለበጠው 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. **ቢሬፍሪንሲ**፡ ረሲኖች በአንፃራዊነት በዘፈቀደ ሞለኪውላዊ አወቃቀራቸው እና በዝቅተኛ ውስጣዊ ጭንቀታቸው ምክንያት ዝቅተኛ የቢፍሪንግንነት ያሳያሉ። ነገር ግን, በአንዳንድ ሁኔታዎች, ውጫዊ ውጥረት ያልተስተካከሉ የኦፕቲካል ባህሪያትን ሊያስከትል ይችላል.

ሜካኒካል ንብረቶች

1. ** ጠንካራነት ***: የሬንጅ ጥንካሬ በአጠቃላይ ዝቅተኛ ነው (ከ 15-20 ኤች.ቪ. ከቪከርስ ጥንካሬ ጋር) ከመስታወት እና ከሲሊኮን ካርቦይድ ጋር ሲነፃፀር ለሜካኒካዊ ጉዳት የበለጠ የተጋለጠ ነው, በተለይም መሬቱ ለግጭት ሲጋለጥ. ይህ ዝቅተኛ ጥንካሬ በትክክለኛ የኦፕቲካል ሲስተሞች ውስጥ ያለውን የህይወት ዘመን ይገድባል.

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

ኬሚካላዊ ባህሪያት

1. **የኬሚካል ዝገት መቋቋም**፡ ሬንጅ ጥሩ ኬሚካላዊ መረጋጋትን ያሳያል እናም 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 መጠበቂያ ደረጃ አላቸው፣ይህም ከውሃ መምጠጥ በኋላ የኦፕቲካል አፈፃፀምን ወደ መቀነስ ያመራል፣ ለምሳሌ የማጣቀሻ ኢንዴክስ ለውጥ እና ግልፅነት ይቀንሳል። በተጨማሪም እርጥበት መሳብ የቁሳቁስን ሜካኒካል ባህሪያት ሊያዳክም እና የሙቀት መስፋፋትን መጠን 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 መስታወት የማጣቀሻ ኢንዴክስ 1.5168 አለው፣ ይህም መስታወት በጠቅላላ የውስጥ ነጸብራቅ ሞገድ ዲዛይኖች የላቀ የኦፕቲካል ማስተላለፊያ ቅልጥፍናን እንዲያቀርብ እና የብርሃን ብክነትን ለመቀነስ ያስችላል። (n = sin i / sin r፣ n የማጣቀሻ ኢንዴክስ ነው፣ ኃጢአት i የአደጋው አንግል ኃጢአት ነው፣ እና ኃጢአት r የተገለበጠው አንግል ኃጢአት ነው።)

2. **Dispersion Coefficient**፡- የመስታወቱ አቤ ቁጥር (V-value) ብዙውን ጊዜ ከ50 እስከ 60 ይደርሳል፣ ይህም ዝቅተኛ የስርጭት መጠን ያሳያል፣ 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 ማስተላለፊያ አለው, ከ 95% በላይ ይደርሳል. የመምጠጥ መጠኑ ዝቅተኛ ነው ፣በተለይም በሚታየው የብርሃን ስፔክትረም ውስጥ ፣በብርሃን ኃይል በትንሹ የመምጠጥ ፣ስለዚህ የእይታ ምልክቶችን በብቃት ማስተላለፍን ያረጋግጣል።

ሜካኒካል ንብረቶች

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

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 ጥምረት መስታወት በሜካኒካዊ ሸክሞች ውስጥ ጥሩ ቅርፅ እንዲይዝ ያስችለዋል ፣ በተለይም በሞገድ መመሪያዎች ውስጥ ፣ የኦፕቲካል መንገዱን መረጋጋት ያረጋግጣል። (በቋሚው 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 ለአይዞሮፒክ ቁሶች ከሦስቱ የላስቲክ ቋሚዎች (E, G., E) ሁለቱ ብቻ ናቸው (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 ኢንዴክስ ለአደጋ ብርሃን ከፍተኛ ነጸብራቅ ፍጥነትን ያስከትላል፣ ይህም በበይነገሮች ላይ የበለጠ የእይታ መጥፋትን ሊያስተዋውቅ ይችላል።

2. **ማስተላለፊያ**፡- ምንም እንኳን ሲሊከን ካርቦይድ በሚታየው የብርሃን ክልል ውስጥ በአንጻራዊ ሁኔታ 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 ሬንጅ በከፍተኛ-ድግግሞሽ አብርኆት ውስጥ የታዩትን የፎቶዲግሬሽን ክስተቶችን ይከላከላል። (αhν = B(hν - Eg)^m፣ α የሞላር መምጠጫ ቅንጣቢ፣ h የፕላንክ ቋሚ፣ ν የአደጋው የፎቶን ድግግሞሽ፣ B የተመጣጠነ 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 ተጽዕኖ እና ግጭት ውስጥ አነስተኛ የአካል መበላሸትን ያረጋግጣል ፣ የረጅም ጊዜ የእይታ ትክክለኛነትን እና መረጋጋትን ይጠብቃል።

2. **የስብራት ጥንካሬ**፡ ጥንካሬው ቢሆንም፣ ሲሊከን ካርቦይድ በአንጻራዊ ሁኔታ ዝቅተኛ ስብራት ጥንካሬ አለው (በተለምዶ 3.0 MPa·m^0.5)፣ ይህም በጠንካራ ተጽእኖ ወይም በጭንቀት ትኩረት ለሚሰባበር 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 ቅርጽን ያሳያል, ይህም በከፍተኛ ጭነት ውስጥ መዋቅራዊ መረጋጋት እና የእይታ ትክክለኛነትን ያረጋግጣል. (የመለጠጥ ሞጁል፡ E = σ / ε. ትልቁ የመለጠጥ ሞጁል, የቁሱ የመለጠጥ ሁኔታ የተሻለ ይሆናል, ይህም ከውጥረት በኋላ በፍጥነት ወደ መጀመሪያው ቅርጽ መመለስን ያመለክታል.)

ኬሚካላዊ ባህሪያት

1. ** ከፍተኛ ሙቀት መቋቋም ***: የሲሊኮን ካርቦይድ አወቃቀሩን እና የጨረር አፈፃፀምን 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 በጣም ጥሩ የኬሚካል ዝገት መቋቋምን ያሳያል፣ የአብዛኞቹን አሲዶች፣ መሠረቶች እና ከፍተኛ የሙቀት መጠን ኦክሳይድ ተጽእኖን 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።