តើ​អ្វី​ទៅ​ជា​ការ​ប្រៀប​ធៀប​វត្ថុធាតុ​ជ័រ កញ្ចក់ និង​ស៊ីលីកុន កាបោន វ៉ាយហ្គេត?

មុន​នេះ យើង​បាន​បោះពុម្ព​អត្ថបទ​មួយ​មាន​ចំណង​ជើង​ថា 'ការប្រៀបធៀបលក្ខណៈនៃការអនុវត្តរបស់ Resin, Glass, and Silicon Carbide Waveguides '(ចុចដើម្បីមើល) ថ្ងៃនេះយើងនឹងណែនាំសម្ភារៈទាំងបីយ៉ាងលម្អិត។

មគ្គុទ្ទេសក៍រលកសម្ភារៈជ័រ

លក្ខណៈសម្បត្តិអុបទិក

1. **សន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរ**៖ សន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរនៃជ័រជាធម្មតាមានចាប់ពី 1.49 ដល់ 1.60 ដែលទាបជាងបើប្រៀបធៀបទៅនឹងកញ្ចក់ និងស៊ីលីកុនកាបូន។ សន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរទាបមានន័យថាមុំសំខាន់សម្រាប់ការឆ្លុះបញ្ចាំងខាងក្នុងសរុបនៅក្នុងប្រព័ន្ធរលកសញ្ញាគឺធំជាង ដែលបណ្តាលឱ្យប្រសិទ្ធភាពនៃការបញ្ជូនសញ្ញាអុបទិកទាបជាងវត្ថុធាតុផ្សេងទៀតដែលមានសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរខ្ពស់ជាង។ (n = sin i / sin r ដែល n គឺជាសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរ sin i គឺជាស៊ីនុសនៃមុំឧប្បត្តិហេតុ ហើយ sin r គឺជាស៊ីនុសនៃមុំចំណាំងបែរ។ )

2. **ការបញ្ជូន**៖ វត្ថុធាតុជ័របង្ហាញការបញ្ជូនដ៏ល្អនៅក្នុងជួរពន្លឺដែលអាចមើលឃើញ ប៉ុន្តែឯកសណ្ឋានអុបទិករបស់វាត្រូវបានប៉ះពាល់ដោយការរៀបចំម៉ូលេគុល។ លក្ខណៈសម្បត្តិខ្ចាត់ខ្ចាយនៃពន្លឺទាបជួយរក្សាតម្លាភាព ប៉ុន្តែការប្រើប្រាស់យូរអាចនាំឱ្យមានការថយចុះនៃការបញ្ជូនដោយសារភាពចាស់។

3. **Birefringence**៖ ជ័រជាធម្មតាបង្ហាញភាពធន់ទាប ដោយសាររចនាសម្ព័ន្ធម៉ូលេគុលចៃដន្យ និងភាពតានតឹងខាងក្នុងទាប ដែលបណ្តាលឱ្យមានភាពខុសគ្នានៃដំណាក់កាលតិចតួចបំផុតកំឡុងពេលសាយភាយពន្លឺ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅក្រោមកាលៈទេសៈណាមួយ ភាពតានតឹងខាងក្រៅអាចបណ្តាលឱ្យមានលក្ខណៈសម្បត្តិអុបទិកមិនស្មើគ្នា។

លក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិច

1. **ភាពរឹង**៖ ភាពរឹងរបស់ជ័រជាទូទៅមានកម្រិតទាប (ជាមួយនឹងភាពរឹងរបស់ Vickers ប្រហែល 15-20 HV) ដែលធ្វើឱ្យវាងាយនឹងរងការខូចខាតមេកានិកបើធៀបទៅនឹងកញ្ចក់ និងស៊ីលីកុនកាបត ជាពិសេសនៅពេលដែលផ្ទៃត្រូវបានរងការកកិត។ ភាពរឹងទាបនេះកំណត់អាយុកាលរបស់វានៅក្នុងប្រព័ន្ធអុបទិកដែលមានភាពជាក់លាក់។

2. **ភាពធន់ និងម៉ូឌុលបត់បែន**៖ ជ័របង្ហាញភាពរឹងខ្ពស់ និងម៉ូឌុលយឺតដែលជាធម្មតាក្នុងជួរ 2-5 GPa ដែលផ្តល់នូវភាពធន់នឹងការប្រេះនៅក្រោមឥទ្ធិពល។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការថយចុះនៃម៉ូឌុលយឺតអាចធ្វើឲ្យស្ថេរភាពរចនាសម្ព័ន្ធនៃឧបករណ៍អុបទិកចុះខ្សោយ ជាពិសេសនៅក្រោមសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ឬការប្រើប្រាស់យូរ។ (ម៉ូឌុល Elastic: E = σ / ε ដែលម៉ូឌុលយឺតកាន់តែធំ ភាពបត់បែនរបស់សម្ភារៈកាន់តែល្អ ដែលបង្ហាញពីការវិលត្រលប់ទៅរូបរាងដើមវិញភ្លាមៗ បន្ទាប់ពីភាពតានតឹង។ )

លក្ខណៈសម្បត្តិគីមី

1. **ធន់នឹងការ corrosion គីមី**៖ ជ័រមានស្ថេរភាពគីមីល្អ ហើយអាចទប់ទល់នឹងការ corrosion នៃអាស៊ីត មូលដ្ឋាន និងសារធាតុរំលាយសរីរាង្គជាច្រើន។ ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វាមានភាពរសើបខ្លាំងចំពោះពន្លឺអ៊ុលត្រាវីយូឡេ (UV) ហើយការប៉ះពាល់នឹងកាំរស្មីយូវីយូរអាចនាំអោយមានពណ៌លឿង ឬក្រៀមក្រំ។

2. **ការស្រូបយកសំណើម**៖ ជាធម្មតាវត្ថុធាតុជ័រមានកម្រិតជាក់លាក់នៃ hygroscopicity ដែលអាចនាំឱ្យមានការថយចុះនៃដំណើរការអុបទិកបន្ទាប់ពីការស្រូបទឹក ដូចជាការផ្លាស់ប្តូរសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរ និងកាត់បន្ថយតម្លាភាព។ លើសពីនេះទៀតការស្រូបយកសំណើមអាចធ្វើឱ្យលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចនៃសម្ភារៈចុះខ្សោយនិងបង្កើនមេគុណនៃការពង្រីកកំដៅ។

ការណែនាំអំពីសម្ភារៈកញ្ចក់

លក្ខណៈសម្បត្តិអុបទិក

1. **សន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរ**៖ សន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរនៃកញ្ចក់កម្រិតអុបទិកជាធម្មតាមានចាប់ពី 1.5 ដល់ 1.9 អាស្រ័យលើសមាសភាពរបស់វា។ កញ្ចក់អុបទិកទូទៅដូចជា BK7 មានសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរនៃ 1.5168 ដែលអនុញ្ញាតឱ្យកញ្ចក់ផ្តល់នូវប្រសិទ្ធភាពនៃការបញ្ជូនអុបទិកដ៏ល្អឥតខ្ចោះនៅក្នុងការរចនាម៉ូដរលកនៃការឆ្លុះបញ្ចាំងខាងក្នុងសរុប និងកាត់បន្ថយការបាត់បង់ពន្លឺ។ (n = sin i / sin r ដែល n គឺជាសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរ sin i គឺជាស៊ីនុសនៃមុំឧប្បត្តិហេតុ ហើយ sin r គឺជាស៊ីនុសនៃមុំចំណាំងបែរ។ )

2. **មេគុណបែកខ្ចាត់ខ្ចាយ**៖ លេខ Abbe (V-value) នៃកញ្ចក់ជាធម្មតាមានចាប់ពី 50 ដល់ 60 ដែលបង្ហាញពីមេគុណបែកខ្ចាត់ខ្ចាយទាប ដែលមានន័យថាការផ្លាស់ប្តូរសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរនៅទូទាំងរលកចម្ងាយផ្សេងគ្នាគឺតិចតួចបំផុត។ ដូច្នេះនៅក្នុង AR waveguides កញ្ចក់អាចកាត់បន្ថយបាតុភូតបែកខ្ញែកប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព ធានាបាននូវភាពច្បាស់នៃរូបភាព និងភាពស៊ីសង្វាក់នៃពណ៌។ (σ = δλ * D * L ដែល δλ ជាឫសមធ្យមទទឹងវិសាលគមការ៉េនៃប្រភពពន្លឺ D(λ) គឺជាមេគុណបែកខ្ចាត់ខ្ចាយ ហើយ L ជាប្រវែង។ មេគុណបែកខ្ចាត់ខ្ចាយសម្រាប់សរសៃអុបទិករបៀបតែមួយ ជាទូទៅមានប្រហែល 20 ps/km·nm មានន័យថា ប្រវែងសរសៃវែងជាងនេះនាំឱ្យមានការបែកខ្ញែកសរុបធំជាង។ )

3. **មេគុណបញ្ជូន និងស្រូប**៖ កញ្ចក់អុបទិកដែលមានគុណភាពខ្ពស់ មានការបញ្ជូនខ្ពស់ខ្លាំង ឈានដល់ជាង 95%។ មេគុណនៃការស្រូបរបស់វាមានកម្រិតទាប ជាពិសេសនៅក្នុងវិសាលគមពន្លឺដែលអាចមើលឃើញ ដោយមានការស្រូបយកថាមពលពន្លឺតិចបំផុត ដូច្នេះធានាបាននូវការបញ្ជូនសញ្ញាអុបទិកប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព។

លក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិច

1. **ភាពរឹង និងភាពតឹងណែន**៖ កញ្ចក់មានភាពរឹងខ្ពស់ (ជាធម្មតា 500-700 HV) ផ្តល់នូវភាពធន់នឹងការឆ្កូត និងធន់។ ទោះបីជាកញ្ចក់មានភាពផុយស្រួយក៏ដោយ បច្ចេកទេសកែច្នៃបែបទំនើប ដូចជាការពង្រឹងសារធាតុគីមី និងការរក្សាសីតុណ្ហភាពរាងកាយអាចបង្កើនភាពធន់នឹងផលប៉ះពាល់ និងភាពតឹងតែងរបស់វា។

2. ** Elastic Modulus និង Poisson's Ratio**៖ ម៉ូឌុលយឺតនៃកញ្ចក់អុបទិកធម្មតាមានចាប់ពី 70 ទៅ 85 GPa ជាមួយនឹងសមាមាត្រ Poisson ប្រហែល 0.2-0.3 ។ ការរួមបញ្ចូលគ្នានេះអនុញ្ញាតឱ្យកញ្ចក់រក្សារូបរាងបានល្អនៅក្រោមបន្ទុកមេកានិច ជាពិសេសនៅក្នុងប្រព័ន្ធរលកសញ្ញា ធានានូវស្ថេរភាពនៃផ្លូវអុបទិក។ (សមាមាត្រនៃសំពាធក្នុងទិសដៅបញ្ឈរ (εl) ទៅនឹងសំពាធក្នុងទិសដៅផ្ទុក (ε) ត្រូវបានគេស្គាល់ថាជាសមាមាត្ររបស់ Poisson ។ កំណត់ថា v វាត្រូវបានកំណត់ថាជា v = -ε1/ε ។ ក្នុងដំណាក់កាលនៃការខូចទ្រង់ទ្រាយយឺត v គឺជាថេរ។ តាមទ្រឹស្តីសម្រាប់សមា្ភារៈ isotropic មានតែពីរនៃអថេរ elastic ទាំងបីគឺ (E, G. E, σ) ឯករាជ្យ ε ម៉ូឌុលបត់បែនកាន់តែធំ ភាពបត់បែនរបស់សម្ភារៈកាន់តែល្អ ដែលបង្ហាញពីការវិលត្រលប់ទៅរូបរាងដើមវិញភ្លាមៗ បន្ទាប់ពីភាពតានតឹង។)

លក្ខណៈសម្បត្តិគីមី

1. **ស្ថេរភាពគីមី**៖ វត្ថុធាតុកញ្ចក់បង្ហាញនូវស្ថេរភាពដ៏ល្អនៅក្នុងបរិស្ថានគីមីភាគច្រើន ជាពិសេសនៅក្នុងអាស៊ីត បាស និងសារធាតុរំលាយសរីរាង្គ។ ប្រភេទកញ្ចក់ឯកទេសមួយចំនួន (ដូចជាកញ្ចក់ Quartz) បង្ហាញពីស្ថេរភាពពិសេស សូម្បីតែនៅក្នុងលក្ខខណ្ឌដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ និងការច្រេះក៏ដោយ។

2. **ធន់នឹងសំណើម**៖ កញ្ចក់គឺស្ទើរតែមិនមាន hygroscopic ដែលធានាថាដំណើរការអុបទិករបស់វានៅតែមិនមានផលប៉ះពាល់នៅក្នុងបរិយាកាសសើម។ ចំហាយទឹកមិនមានផលប៉ះពាល់ខ្លាំងលើសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរ តម្លាភាព ឬប៉ារ៉ាម៉ែត្រអុបទិកផ្សេងទៀតនៃកញ្ចក់ទេ។

Silicon Carbide Wave Guide សម្ភារៈ

លក្ខណៈសម្បត្តិអុបទិក

1. **សន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរ**៖ Silicon carbide មានសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរខ្ពស់ប្រហែល 2.65 ដែលជួយពង្រឹងសមត្ថភាពរបស់វាក្នុងការពត់កោងផ្លូវពន្លឺក្នុងការរចនាអុបទិក ដែលធ្វើឱ្យវាស័ក្តិសមសម្រាប់ប្រព័ន្ធដែលទាមទារការគ្រប់គ្រងធ្នឹមច្បាស់លាស់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ សន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរខ្ពស់ក៏បណ្តាលឱ្យមានអត្រាឆ្លុះបញ្ចាំងខ្ពស់សម្រាប់ពន្លឺឧបទ្ទវហេតុ ដែលអាចនាំឱ្យបាត់បង់អុបទិកកាន់តែច្រើននៅចំណុចប្រទាក់។

2. **ការបញ្ជូន**៖ ទោះបីជាស៊ីលីកុនកាបូនមានការបញ្ជូនទាបក្នុងជួរពន្លឺដែលអាចមើលឃើញក៏ដោយ វាបង្ហាញពីគុណសម្បត្តិសំខាន់ៗនៅក្នុងក្រុមអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ (IR) និងអ៊ុលត្រាវីយូឡេ (UV)។ ទ្រព្យសម្បត្តិនេះធ្វើឱ្យស៊ីលីកុន carbide សន្យាសម្រាប់ការបញ្ជូនប្រវែងរលកជាក់លាក់នៅក្នុងប្រព័ន្ធ waveguide ។

3. ** Optical Bandgap **៖ Silicon carbide មានគម្លាតធំទូលាយ (ប្រហែល 3.0 eV) ដែលបង្ហាញពីស្ថេរភាពខ្លាំងក្រោមការប៉ះពាល់ photon ថាមពលខ្ពស់ ការពារបាតុភូត photodegradation ដែលឃើញនៅក្នុងកញ្ចក់ និងជ័រក្រោមការបំភ្លឺប្រេកង់ខ្ពស់។ (αhν = B(hν - Eg)^m ដែល α គឺជាមេគុណនៃការស្រូបយកម៉ូលេគុល h ជាថេររបស់ Planck ν គឺជាប្រេកង់នៃ photon ឧបទ្ទវហេតុ B គឺជាសមាមាត្រថេរ ឧ ជាគម្លាតអុបទិកនៃសម្ភារៈ semiconductor ហើយ m គឺទាក់ទងទៅនឹងសម្ភារៈ និងប្រភេទនៃការផ្លាស់ប្តូរ។ )

លក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិច

1. **ភាពរឹង**៖ Silicon carbide គឺជាវត្ថុធាតុដើមដ៏ពិបាកបំផុតមួយ ដែលត្រូវបានគេស្គាល់ថា មានភាពរឹងជិតដល់ទៅ 2500 HV។ ភាពរឹងខ្ពស់របស់វាធានាការខូចទ្រង់ទ្រាយតិចតួចនៅក្រោមឥទ្ធិពលមេកានិក និងការកកិត រក្សាភាពជាក់លាក់ និងស្ថេរភាពអុបទិករយៈពេលវែង។

2. **ភាពរឹងនៃការបាក់ឆ្អឹង**៖ ទោះបីជាមានភាពរឹងរបស់វាក៏ដោយ ក៏ស៊ីលីកុនកាបូនមានភាពធន់នឹងការបាក់ឆ្អឹងទាប (ជាធម្មតាប្រហែល 3.0 MPa·m^0.5) ដែលធ្វើឱ្យវាងាយនឹងប្រេះស្រាំក្រោមការប៉ះទង្គិចខ្លាំង ឬការប្រមូលផ្តុំភាពតានតឹង។ (ភាពរឹងនៃការបាក់ឆ្អឹងអាចត្រូវបានវាស់តាមរយៈការធ្វើតេស្តបាក់ឆ្អឹង ជាមួយនឹងរូបមន្ត៖ Fracture Toughness = Fracture Strength / Fracture Length ។ )

3. **Elastic Modulus**: Silicon carbide មានម៉ូឌុលបត់បែនខ្ពស់ខ្លាំង (ប្រហែល 410 GPa) ដែលមានន័យថាវាបង្ហាញការខូចទ្រង់ទ្រាយនៃការបត់បែនតិចតួចបំផុតនៅក្រោមភាពតានតឹង ដោយធានាបាននូវស្ថេរភាពរចនាសម្ព័ន្ធ និងភាពជាក់លាក់នៃអុបទិកនៅក្រោមបន្ទុកខ្ពស់។ (ម៉ូឌុល Elastic៖ E = σ / ε។ ម៉ូឌុលបត់បែនកាន់តែធំ ភាពបត់បែនរបស់សម្ភារៈកាន់តែល្អ ដែលបង្ហាញពីការវិលត្រលប់ទៅរូបរាងដើមវិញភ្លាមៗ បន្ទាប់ពីភាពតានតឹង។ )

លក្ខណៈសម្បត្តិគីមី

1. **ធន់ទ្រាំនឹងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់**៖ Silicon carbide រក្សារចនាសម្ព័ន្ធ និងដំណើរការអុបទិករបស់វានៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ខ្លាំង ជាមួយនឹងចំណុចរលាយលើសពី 2700°C។ នេះអនុញ្ញាតឱ្យវារក្សាបាននូវលក្ខណៈសម្បត្តិអុបទិកដ៏ល្អនៅក្នុងបរិយាកាសដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ចំណែកឯកញ្ចក់ និងជ័រអាចឆ្លងកាត់ការខូចទ្រង់ទ្រាយកម្ដៅ ឬការរិចរិលនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌស្រដៀងគ្នា។

2. **ធន់នឹងការ corrosion**: Silicon carbide បង្ហាញភាពធន់នឹងការ corrosion គីមីដ៏ល្អឥតខ្ចោះ អាចទប់ទល់នឹងផលប៉ះពាល់នៃអាស៊ីត មូលដ្ឋាន និងអុកស៊ីតកម្មសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ បង្កើនភាពធន់របស់វានៅក្នុងបរិយាកាសដ៏អាក្រក់។

សង្ខេប

មគ្គុទ្ទេសក៍រលកជ័រមានភាពងាយស្រួលក្នុងដំណើរការ និងមានភាពតឹងតែងខ្ពស់ ប៉ុន្តែពួកវាមានលក្ខណៈសម្បត្តិអុបទិក និងមេកានិចខ្សោយ ជាពិសេសសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរទាប និងរឹងមិនគ្រប់គ្រាន់។ ឧបករណ៍រលកកញ្ចក់ផ្តល់នូវដំណើរការអុបទិករួមដ៏ល្អ និងភាពធន់ ដែលធ្វើឱ្យពួកវាស័ក្តិសមសម្រាប់ប្រព័ន្ធអុបទិកដែលមានភាពជាក់លាក់ ជាមួយនឹងលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិកជាមធ្យម និងស្ថេរភាពគីមីខ្លាំង។ 

Silicon carbide waveguides ពូកែខាងដំណើរការមេកានិក និងស្ថេរភាពកម្ដៅ មានអំនួតពីភាពរឹងខ្ពស់ដែលស័ក្តិសមសម្រាប់បរិស្ថានអាក្រក់ ប៉ុន្តែពួកវាមានការបញ្ជូនអុបទិកមិនល្អនៅក្នុងជួរពន្លឺដែលអាចមើលឃើញ និងពិបាកដំណើរការ។