ধাতব অপটিক্যাল উইন্ডোজ: প্রিসিশন অপটিক্সে অপ্রকাশিত সক্ষমকারীরা

নির্ভুল অপটিক্স এবং অপটোইলেকট্রনিক সিস্টেমে, বিভিন্ন উপাদান একটি নির্দিষ্ট ভূমিকা পালন করে, জটিল কাজ সম্পন্ন করার জন্য একসাথে কাজ করে। যেহেতু এই উপাদানগুলি বিভিন্ন উপায়ে তৈরি করা হয়, তাই তাদের পৃষ্ঠের চিকিত্সাও পরিবর্তিত হয়। বহুল ব্যবহৃত উপাদানগুলির মধ্যে,অপটিক্যাল জানালাঅনেক প্রক্রিয়ার ধরণে আসে। একটি আপাতদৃষ্টিতে সহজ কিন্তু গুরুত্বপূর্ণ উপসেট হলধাতবায়িত অপটিক্যাল জানালা— কেবল অপটিক্যাল পথের "দ্বাররক্ষক" নন, বরং একজন সত্যসক্রিয়কারীসিস্টেমের কার্যকারিতা সম্পর্কে। আসুন আরও ঘনিষ্ঠভাবে দেখে নেওয়া যাক।

ধাতবায়িত অপটিক্যাল উইন্ডো কী—এবং কেন এটি ধাতবায়িত করা হয়?

১) সংজ্ঞা

সহজভাবে বলতে গেলে, একটিধাতবায়িত অপটিক্যাল জানালাএটি একটি অপটিক্যাল উপাদান যার সাবস্ট্রেট - সাধারণত কাচ, ফিউজড সিলিকা, নীলকান্তমণি ইত্যাদি - এর প্রান্তে বা নির্ধারিত পৃষ্ঠতলের উপর বাষ্পীভবন বা স্পুটারিংয়ের মতো উচ্চ-নির্ভুল ভ্যাকুয়াম প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ধাতুর একটি পাতলা স্তর (বা বহুস্তর) থাকে (যেমন, Cr, Au, Ag, Al, Ni)।

বিস্তৃত ফিল্টারিং শ্রেণীবিন্যাস থেকে, ধাতব জানালাগুলি হলনাঐতিহ্যবাহী "অপটিক্যাল ফিল্টার"। ক্লাসিক ফিল্টারগুলি (যেমন, ব্যান্ডপাস, লং-পাস) নির্দিষ্ট বর্ণালী ব্যান্ডগুলিকে নির্বাচনীভাবে প্রেরণ বা প্রতিফলিত করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, যা আলোর বর্ণালী পরিবর্তন করে।অপটিক্যাল উইন্ডোবিপরীতে, প্রাথমিকভাবে প্রতিরক্ষামূলক। এটি অবশ্যই বজায় রাখতে হবেউচ্চ সংক্রমণপ্রদানের সময় একটি প্রশস্ত ব্যান্ডের (যেমন, VIS, IR, অথবা UV) উপরপরিবেশগত বিচ্ছিন্নতা এবং সিলিং.

আরও স্পষ্ট করে বলতে গেলে, একটি ধাতব জানালা হল একটিবিশেষায়িত উপশ্রেণীঅপটিক্যাল উইন্ডোর। এর স্বতন্ত্রতা নিহিত রয়েছেধাতুকরণ, যা এমন ফাংশন প্রদান করে যা একটি সাধারণ উইন্ডো প্রদান করতে পারে না।

২) ধাতবকরণ কেন? মূল উদ্দেশ্য এবং সুবিধা

একটি স্বচ্ছ উপাদানকে অস্বচ্ছ ধাতু দিয়ে আবরণ করা স্বজ্ঞাতভাবে বিপরীত মনে হতে পারে, তবে এটি একটি বুদ্ধিমান, উদ্দেশ্য-চালিত পছন্দ। ধাতবীকরণ সাধারণত নিম্নলিখিতগুলির মধ্যে একটি বা একাধিককে সক্ষম করে:

(ক) ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফেরেন্স (EMI) শিল্ডিং
অনেক ইলেকট্রনিক এবং অপটোইলেকট্রনিক সিস্টেমে, সংবেদনশীল সেন্সর (যেমন, CCD/CMOS) এবং লেজারগুলি বহিরাগত EMI-এর জন্য ঝুঁকিপূর্ণ - এবং নিজেরাই হস্তক্ষেপও নির্গত করতে পারে। জানালার উপর একটি অবিচ্ছিন্ন, পরিবাহী ধাতব স্তর একটিফ্যারাডে খাঁচা, অবাঞ্ছিত RF/EM ক্ষেত্রগুলিকে ব্লক করে আলো প্রবেশ করতে দেয়, যার ফলে ডিভাইসের কর্মক্ষমতা স্থিতিশীল হয়।

(খ) বৈদ্যুতিক সংযোগ এবং গ্রাউন্ডিং
ধাতব স্তরটি পরিবাহী। একটি সীসা সোল্ডার করে অথবা একটি ধাতব আবাসনের সাথে সংযুক্ত করে, আপনি জানালার ভেতরের দিকে লাগানো উপাদানগুলির জন্য বৈদ্যুতিক পথ তৈরি করতে পারেন (যেমন, হিটার, তাপমাত্রা সেন্সর, ইলেকট্রোড) অথবা স্থিরতা দূর করতে এবং শিল্ডিং উন্নত করতে জানালাটিকে মাটির সাথে বেঁধে রাখতে পারেন।

(গ) হারমেটিক সিলিং
এটি একটি ভিত্তিপ্রস্তর ব্যবহারের ক্ষেত্রে। যেসব ডিভাইসে উচ্চ ভ্যাকুয়াম বা জড় বায়ুমণ্ডলের প্রয়োজন হয় (যেমন, লেজার টিউব, ফটোমাল্টিপ্লায়ার টিউব, অ্যারোস্পেস সেন্সর), সেগুলিতে জানালাটি একটি ধাতব প্যাকেজের সাথে সংযুক্ত করতে হবে যার সাহায্যেস্থায়ী, অতি-নির্ভরযোগ্য সীলমোহরব্যবহারব্রেজিং, জানালার ধাতব প্রান্তটি ধাতব আবরণের সাথে সংযুক্ত করা হয় যাতে আঠালো বন্ধনের চেয়ে অনেক ভালো হারমেটিসিটি অর্জন করা যায়, যা দীর্ঘমেয়াদী পরিবেশগত স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করে।

(d) অ্যাপারচার এবং মুখোশ
ধাতবকরণের জন্য পুরো পৃষ্ঠটি ঢেকে রাখার প্রয়োজন নেই; এটি প্যাটার্ন করা যেতে পারে। একটি তৈরি ধাতব মুখোশ (যেমন, বৃত্তাকার বা বর্গক্ষেত্র) স্থাপন করা সুনির্দিষ্টভাবে সংজ্ঞায়িত করেপরিষ্কার অ্যাপারচার, বিপথগামী আলোকে ব্লক করে, এবং SNR এবং ছবির মান উন্নত করে।

যেখানে ধাতব জানালা ব্যবহার করা হয়

এই ক্ষমতাগুলির জন্য ধন্যবাদ, যেখানে পরিবেশের চাহিদা রয়েছে সেখানে ধাতব জানালাগুলি ব্যাপকভাবে স্থাপন করা হয়:

• প্রতিরক্ষা ও মহাকাশ:ক্ষেপণাস্ত্র অনুসন্ধানকারী, উপগ্রহ পেলোড, বায়ুবাহিত আইআর সিস্টেম—যেখানে কম্পন, তাপীয় চরমতা এবং শক্তিশালী ইএমআই আদর্শ। ধাতবীকরণ সুরক্ষা, সিলিং এবং শিল্ডিং নিয়ে আসে।

• উচ্চমানের শিল্প ও গবেষণা:উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার, কণা সনাক্তকারী, ভ্যাকুয়াম ভিউপোর্ট, ক্রায়োস্ট্যাট—এমন অ্যাপ্লিকেশন যা শক্তিশালী ভ্যাকুয়াম অখণ্ডতা, বিকিরণ সহনশীলতা এবং নির্ভরযোগ্য বৈদ্যুতিক ইন্টারফেসের দাবি করে।

• চিকিৎসা ও জীবন বিজ্ঞান:সমন্বিত লেজার (যেমন, ফ্লো সাইটোমিটার) সহ যন্ত্র যা রশ্মি বের করার সময় লেজার গহ্বরটি সিল করে দেয়।

• যোগাযোগ ও সংবেদন:ফাইবার-অপটিক মডিউল এবং গ্যাস সেন্সর যা সিগন্যাল বিশুদ্ধতার জন্য EMI শিল্ডিং থেকে উপকৃত হয়।

মূল স্পেসিফিকেশন এবং নির্বাচনের মানদণ্ড

ধাতব অপটিক্যাল উইন্ডো নির্দিষ্ট করার সময় বা মূল্যায়ন করার সময়, মনোযোগ দিন:

1. সাবস্ট্রেট উপাদান- অপটিক্যাল এবং শারীরিক কর্মক্ষমতা নির্ধারণ করে:

• BK7/K9 গ্লাস:অর্থনৈতিক; দৃশ্যমানতার জন্য উপযুক্ত।

• ফিউজড সিলিকা:UV থেকে NIR-তে উচ্চ সংক্রমণ; কম CTE এবং চমৎকার স্থিতিশীলতা।

• নীলকান্তমণি:অত্যন্ত শক্ত, স্ক্র্যাচ-প্রতিরোধী, উচ্চ-তাপমাত্রায় সক্ষম; কঠোর পরিবেশে বিস্তৃত UV-মধ্য-IR উপযোগিতা।

• Si/Ge:মূলত IR ব্যান্ডের জন্য।

2. পরিষ্কার অ্যাপারচার (CA)- অঞ্চলটি অপটিক্যাল স্পেসিফিকেশন পূরণের নিশ্চয়তা দেয়। ধাতব অঞ্চলগুলি সাধারণত CA এর বাইরে (এবং তার চেয়ে বড়) থাকে।

3. ধাতবকরণের ধরণ এবং বেধ–

• Crপ্রায়শই আলো-ব্লকিং অ্যাপারচার এবং আঠালো/ব্রেজিং বেস হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

• Auসোল্ডারিং/ব্রেজিংয়ের জন্য উচ্চ পরিবাহিতা এবং জারণ প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদান করে।
  সাধারণ বেধ: দশ থেকে শত শত ন্যানোমিটার, কার্যকারিতা অনুসারে তৈরি।

4. সংক্রমণ– লক্ষ্য ব্যান্ডের উপর শতকরা হারে থ্রুপুট (λ₁–λ₂)। উচ্চ-কার্যক্ষমতা সম্পন্ন উইন্ডোগুলি অতিক্রম করতে পারে৯৯%ডিজাইন ব্যান্ডের মধ্যে (স্পষ্ট অ্যাপারচারে উপযুক্ত AR আবরণ সহ)।

5. হারমেটিসিটি– ব্রেজড জানালার জন্য গুরুত্বপূর্ণ; সাধারণত হিলিয়াম লিক পরীক্ষার মাধ্যমে যাচাই করা হয়, কঠোর লিক হার যেমন< ১ × ১০⁻⁸ সিসি/সেকেন্ড(এটিএম তিনি)।

6. ব্রেজিং সামঞ্জস্য– ধাতব স্তূপটি অবশ্যই ভেজা এবং নির্বাচিত ফিলারগুলির সাথে ভালভাবে আবদ্ধ হতে হবে (যেমন, AuSn, AgCu eutectic) এবং তাপীয় সাইক্লিং এবং যান্ত্রিক চাপ সহ্য করতে হবে।

7. পৃষ্ঠের গুণমান– স্ক্র্যাচ-ডিগ (যেমন,৬০-৪০অথবা আরও ভালো); ছোট সংখ্যা কম/হালকা ত্রুটি নির্দেশ করে।

8. পৃষ্ঠ চিত্র– সমতলতা বিচ্যুতি, সাধারণত একটি নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যে তরঙ্গে নির্দিষ্ট করা হয় (যেমন,λ/4, λ/১০ @ ৬৩২.৮ এনএম); ছোট মান মানে ভালো সমতলতা।

তলদেশের সরুরেখা

ধাতবায়িত অপটিক্যাল উইন্ডোগুলি এর সংযোগস্থলে বসেঅপটিক্যাল কর্মক্ষমতাএবংযান্ত্রিক/বৈদ্যুতিক কার্যকারিতা। তারা কেবল সংক্রমণের বাইরেও যায়, যেমনপ্রতিরক্ষামূলক বাধা, ইএমআই ঢাল, হারমেটিক ইন্টারফেস এবং বৈদ্যুতিক সেতু। সঠিক সমাধান নির্বাচনের জন্য একটি সিস্টেম-স্তরের ট্রেড স্টাডি প্রয়োজন: আপনার কি পরিবাহিতা প্রয়োজন? ব্রেজড হারমেটিসিটি? অপারেটিং ব্যান্ড কী? পরিবেশগত লোড কতটা তীব্র? উত্তরগুলি সাবস্ট্রেট, ধাতবকরণ স্ট্যাক এবং প্রক্রিয়াকরণ রুট নির্বাচনকে চালিত করে।

ঠিক এই সংমিশ্রণটিইমাইক্রো-স্কেল নির্ভুলতা(কয়েক দশ ন্যানোমিটার ইঞ্জিনিয়ারড ধাতব ফিল্ম) এবংম্যাক্রো-স্কেল দৃঢ়তা(চাপের পার্থক্য এবং তীব্র তাপীয় পরিবর্তন সত্ত্বেও) যা ধাতব অপটিক্যাল জানালাগুলিকে একটি অপরিহার্য করে তোলে"সুপার উইন্ডো"—নমনীয় আলোকীয় ক্ষেত্রকে বাস্তব বিশ্বের সবচেয়ে কঠোর অবস্থার সাথে সংযুক্ত করা।