Những đột phá mới trong nghiên cứu khoa học! Công nghệ pha tạp thành phần nâng cao hiệu suất quang học hồng ngoại của thấu kính quang học florua

Mới đây, Viện Vật lý Kỹ thuật Thượng Hải, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc cùng với các nhóm nghiên cứu liên quan đã công bố kết quả nghiên cứu mới nhất. Thông qua công nghệ pha tạp thành phần canxi florua (CaF₂), họ đã cải thiện thành công các đặc tính quang học và hóa lý của màng mỏng ytterbium fluoride (YbF₃), phát triển thấu kính quang học florua hồng ngoại sóng dài hiệu suất cao và lấp đầy khoảng trống kỹ thuật trong các lĩnh vực trong nước liên quan.

Người ta hiểu rằng màng mỏng ytterbium fluoride là vật liệu truyền ánh sáng hồng ngoại tuyệt vời, được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực màng mỏng quang học hồng ngoại. Tuy nhiên, vật liệu này có những khuyết điểm như ứng suất bên trong cao, độ bám dính màng không đủ và khả năng thích ứng với môi trường kém, khiến ứng dụng của nó bị hạn chế trong các hệ thống quang học cao cấp. Thông qua một số lượng lớn thí nghiệm, nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng việc pha tạp một lượng canxi florua thích hợp vào màng mỏng ytterbium fluoride có thể cải thiện hiệu quả các khuyết tật cấu trúc cột của nó, tăng cường độ nén của màng và giảm sự suy giảm độ truyền ánh sáng do hấp phụ phân tử nước.

Kết quả thí nghiệm cho thấy khi áp dụng quy trình bay hơi chùm tia điện tử và tỷ lệ pha tạp canxi florua là 1%, màng đơn lớp ytterbium fluoride đã chuẩn bị có hiệu suất quang học tốt nhất. Hệ thống phim chống phản xạ hồng ngoại sóng dài được phát triển dựa trên vật liệu này có độ truyền qua hơn 99% trong dải sóng 10 ~ 11μm và độ tin cậy của nó đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn liên quan đối với màng mỏng quang học hồng ngoại không gian. Bước đột phá của công nghệ này cung cấp giải pháp vật liệu hiệu suất cao cho thấu kính quang học được sử dụng trong các môi trường khắc nghiệt như hệ thống hàng không vũ trụ và viễn thám không gian.

Nhóm nghiên cứu cho biết trong tương lai, họ sẽ tiếp tục tối ưu hóa tỷ lệ pha tạp thành phần và quy trình chuẩn bị, thúc đẩy quá trình chuyển đổi công nghiệp của công nghệ này và giúp thiết bị quang học hồng ngoại của Trung Quốc nâng cấp lên độ chính xác cao và độ tin cậy cao.