Prionsabal tréithiúil agus aicmiú Scannáin Thin Optúla

Le forbairt na heolaíochta agus na teicneolaíochta agus an domhandaithe eacnamaíoch, chuaigh daoine an lae inniu isteach i sochaí an gheilleagair eolais agus sa tsochaí faisnéise. Agus le forbairt "Déanta sa tSín", tá an déantúsaíocht optúil sa tseansóir i dtalamh mhórthír na Síne, agus tá a fhorbairt an-tapa. Tá ról tábhachtach ag déantúsaíocht optúil na Síne i réimse na heacnamaíochta idirnáisiúnta, agus tá an t-aschur ó ghloine optúla agus páirteanna optúla sa tSín beagnach rangaithe. Is éard atá i gceist le scannán optúil ná sraith scannán amháin nó níos mó atá plátáilte ar dhromchla páirteanna optúla trí thréithe dromchla na gcodanna optúla a athrú. Is féidir gur scannán miotail, scannán tréleictreach nó meascán den dá chineál scannán seo é. Is cuid fíor-riachtanach é gach scannán tanaí optúil de gach saghas ardfhótaileictreach. Ní amháin go bhfeabhsóidh sé feidhmíocht an chórais, ach is bealach riachtanach é freisin chun an sprioc deartha a chomhlíonadh, réimse feidhme an scannáin tanaí optúil agus gach gné den chóras optúil, lena n-áirítear córas léasair, cumarsáid optúil, taispeáint optúil, stóráil optúil, srl. I measc na bpríomhfheistí optúla scannáin tá scannáin fhrithchaiteacha, scannán frithshleachta, scannán polaraithe, scagaire cur isteach agus speictreascóp, etc. Tá siad in úsáid go forleathan sa gheilleagar náisiúnta agus i dtógáil na cosanta náisiúnta, agus fuair siad aird mhéadaithe ó oibrithe eolaíocha agus teicniúla.
Faoi láthair, tá níos mó ná 60 cineál cineálacha coitianta d'ábhair bhrataithe optúla, agus tá a gcineálacha agus a bhfeidhmeanna feidhmithe á bhforbairt go leanúnach. Le blianta beaga anuas, tá córas scannáin miotail forbartha aige, nuair a bhíonn tiús an óir, an airgid, an chopair agus an alúmanaim 7 ~ Ag 20um, is é 50% a tharchur go solas infheicthe, agus tá an solas infridhearg níos lú ná 10%. Tá an cineál seo scannán tanaí curtha i bhfeidhm go rathúil ar phainéal spásárthaí Apollo chun cuid de sholas infheicthe a tharchur, agus léirítear beagnach gach solas infridhearg do rialú teirmeach. Tugann an t-alt seo a leanas prionsabal agus aicmiú tréithiúil Scannáin Thin Optúla isteach den chuid is mó.
I. Sainmhíniú ar scannán optúil
Is cineál scannáin optúil é scannán optúil atá comhdhéanta de mheán layered tanaí agus a fhorleathraíonn léas solais trí chomhéadan. Cuireadh tús le scannáin optúla a chur i bhfeidhm sna 1930í S. Baineadh úsáid fhorleathan as scannán optúil i réimse na optaice agus na teicneolaíochta fótaileictreach, agus déantúsaíochta ionstraimí optúla éagsúla. Éilíonn an stiall ullmhúcháin codanna ard agus fíneáil.
Is é an sainmhíniú ar scannán optúil: an ciseal scannáin tanaí agus fiú tréleictreach atá ceangailte le dromchla na feiste optúla i bpróiseas chonair iomadú solais, an fhrithchaitheamh, an treá (folding) nuair a théann sé tríd an tsraith scannán tréleictreach tréleata) astaíochtaí amhail astaíocht agus polarú, chun na saghsanna speisialta solais a theastaíonn uainn a bhaint amach i mbannaí tonnta amháin nó níos mó, mar shampla an solas go léir a théann tríd nó an mhachnamh solais go léir nó an scaradh polaraithe.
Tá scannáin optúla i ngach áit inár saol, ó threalamh beacht agus optúil, trealamh a thaispeánann go gcuirtear scannán optúil i bhfeidhm sa saol laethúil; mar shampla, spéaclaí, ceamaraí digiteacha, gach cineál fearais tí a chaitear ag gnáth-thréimhsí, nó an teicneolaíocht frith-ghóchumtha ar nótaí bainc, is féidir a leathnú chun teicneolaíocht scannáin optúla a leathnú. Gan teicneolaíocht scannán tanaí optúil mar bhonn forbartha, ní dhéanfaidh teicneolaíocht fhótaileictreach, chumarsáide nó léasair nua-aimseartha dul chun cinn, rud a léiríonn an tábhacht a bhaineann le taighde agus forbairt na teicneolaíochta optúla scannáin tanaí.
Tagraíonn scannán optúil do chumhdach nó cótáil sraithe amháin nó níos mó de scannán tréleictreach nó scannán miotail nó an dá chineál scannán seo a chomhcheangal ar ghnéithe optúla nó foshraitheanna neamhspleácha chun saintréithe tarchuir na dtonn solais, lena n-áirítear an tarchur, an machnamh, an ionsú a athrú , scaipeadh, polarú agus athrú céimseála solais. Dá bhrí sin, trí dhearadh cuí, is féidir tréscaoilteacht agus frithchaiteacht dhromchla na n-eilimintí i mbandaí tonnta éagsúla a choigeartú, agus is féidir tréithe difriúla a bheith ag an solas i bplánaí éagsúla polasaithe.
Go ginearálta, déantar na modhanna táirgthe de scannáin tanaí optúla a roinnt go príomha i bpróiseas tirim agus i bpróiseas fliuch. Ciallaíonn an cineál tirim mar a thugtar air nach bhfuil aon leacht le feiceáil sa phróiseas próiseála ina iomláine. Mar shampla, is é galú bhfolús amhábhar soladach le fuinneamh leictreach a théamh i dtimpeallacht i bhfolús, tar éis sublimation isteach i ngás, tá sé ceangailte le dromchla bunábhair sholadaigh chun an próiseas brataithe a chríochnú. Is é an scannán pacáistithe óir, airgid nó miotalach le haghaidh maisiúcháin a fheictear sa saol laethúil ná táirge a dhéantar trí sciath thirim. Mar sin féin, ag smaoineamh ar an olltáirgeadh iarbhír, tá raon feidhme an sciath thirim níos lú ná an raon sciath fliuch. Is é an modh ginearálta sciath fliuch ná comhpháirteanna a bhfuil feidhmeanna éagsúla acu a mheascadh i sciath leachtach, agus iad a chur i bhfeidhm ar an mbunábhar i modhanna próiseála éagsúla, ansin an sciath leachtach a thriomú agus a sholadú chun an táirge a dhéanamh.
II. Prionsabal na trasnaíochta scannán tanaí
1. Luaineacht solais
Sna 1860idí, d'fhorbair an fisiceoir Meiriceánach Maxwell an teoiric leictreamaighnéadach, ag cur in iúl gur cineál tonn leictreamaighnéadach é solas, rud a fhágann go bhforbraíonn teoiric na dtonn go leibhéal foirfe.
De réir dhéthaineacht solais Bo Li, is ionann solas agus tonnta raidió, x-ghathanna,? Is tonnta leictreamaighnéadacha iad na gathanna, ach tá a n-minicíochtaí difriúil. Seo a leanas an gaol idir tonnfhad λ, minicíocht u agus ráta iomadaithe V de thonn leictreamaighnéadach:
V = λ u
Ós rud é go bhfuil luas iomadaithe na dtonnta leictreamaighnéadacha de mhinicíochtaí éagsúla i bhfolús comhionann sa Ghearmáin, is éagsúil freisin tonnfhad na dtonnta leictreamaighnéadacha le minicíochtaí éagsúla. Tá an tonnfhad le minicíocht ard gairid, agus tá an tonnfhad le minicíocht íseal fada. Ar mhaithe le háisiúlacht chomparáide, de réir tonn raidió, ga infridhearg, solas sofheicthe, ga ultraivialait, X-gha agus? Socraíonn an tonnfhad (nó an mhinicíocht) gathanna, etc. iad i speictream in ord, ar a dtugtar speictream leictreamaighnéadach.
Sa speictream leictreamaighnéadach, tá an tonnfhad is faide ag tonnta raidió, is féidir é a roinnt ina thonn fada, i dtonn tonn, i dtonn gearr, i dtonn ultrashort, i MICREATHONNACH agus mar sin de. Is é an dara ceann ná gat infridhearg, ga sofheicthe agus ga ultraivialait, ar a dtugtar radaíocht éadrom le chéile. I measc na dtonnta leictreamaighnéadacha, ní féidir le súile an duine ach solas infheicthe a fheiceáil. Is é tonnfhad an tsolais infheicthe ná 0.76 miocrón go 0.40 miocrón, nach ndéanann ach cuntas ar chuid bheag den speictream leictreamaighnéadach. Is é an dara ceann ná X-gha. Is é an tonn leictreamaighnéadach leis an tonnfhad is giorra ná Ray.
Ós rud é gur cineál tonnta leictreamaighnéadaigh solas, ba cheart go dtaispeánfadh sé a thréithe sa phróiseas trasnaíochta iomadúcháin, díraonadh, polarú agus feiniméin eile.
2. Cur isteach ar scannán tanaí
Is féidir leis an scannán a bheith ina shraith trédhearcach, leachtach nó ina shraith tanaí gáis a bhfuil dhá phíosa gloine clampáilte uirthi. Léirítear an chéad bhíoma solais ag dromchla uachtarach an scannáin, agus léirítear an solas athraonta ag dromchla íochtarach an scannáin, agus léirítear an dara léas ag an dromchla uachtair. Tá an dá bíomaí ar an taobh céanna den scannán, scartha ón tonnchrith eachtra chéanna, is solas comhleanúnach é agus baineann sé le trasnaíocht aimplitiúid. Más foinse solais shínte an foinse solais (foinse solais dromchla), ní féidir cur isteach a thabhairt faoi deara ach i limistéar forluí sonrach bíomaí tirime dhá chéim, ionas go mbaineann sé le trasnaíocht áitiúil. Maidir leis na scannáin phlánacha a bhfuil a ndromchlaí comhthreomhar lena chéile, tá an imeall trasnaíochta suite ag an iníonacht, a bhreathnaítear de ghnáth i bplána fócasach na híomhá trí lionsa cóineasaithe; le haghaidh Scannán dinge-chruthach, tá logánú imeall trasnaíochta gar don scannán.
Tá sé cruthaithe ag turgnaimh agus ag teoiricí araon nach féidir stríocanna trasnaíochta a ghiniúint ach amháin nuair a bhíonn gaol áirithe ag dhá cholún de thonnta solais. Tugtar coinníollacha comhleanúnacha ar na caidrimh seo. Tá trí phointe i gcoinníollacha tirime an scannáin tanaí: is ionann minicíocht an dá thonn solais; tá treo an chreathaidh den dá thonn solais mar an gcéanna; fanann an difríocht chéim idir an dá thonn solais tairiseach.
Is é an fhoirmle um difríocht cosán optúil den solas tirim dhá chéim a chuireann isteach ar an scannán tanaí ná:
δ = ntcos (α) ± λ / 2
San fhoirmle, is é n comhéifeacht athraonta an scannáin; t é tiús an scannáin ag an bpointe teagmhais; is é α an uillinn athraonta sa scannán; because / 2 toisc go bhfuil dhá bíomaí de sholas comhleanúnach ag dhá chomhéadain le hairíonna difriúla (is é meán mheán dlús optúil go dlúis optúil an ceann, is é an meán eile meán meándlús dlúis mheán go optúil) difríocht cosáin optúil bhreise de bharr machnaimh uachtaraigh. Baintear úsáid fhorleathan as prionsabal na trasnaíochta scannán tanaí chun dromchla optúil a iniúchadh, tomhas beacht ar uillinn bheag nó líneacht, ullmhú scannán agus frithchuimilte scagtha, etc.
Tá an solas radaithe trí athrú a dhéanamh ar staid gluaisne an bhun adamh nó na móilíní sa foinse solais. Is colún gairid é an tonn solais a astaítear ag gach adamh nó móilín, is é sin thart ar 1 billiún soicind. I gcás dhá fhoinse solais neamhspleácha, níl sé éasca na trí choinníoll cur isteach a chomhlíonadh, mar shampla an chéim chéanna nó an difríocht chéim sheasta i margaí speisialta, mar sin, ní féidir le dhá fhoinse ghinearálta solais neamhspleácha foinse solais chomhtháite a chruthú. Thairis sin, ní chuirfidh isteach an solas a astaítear i gcodanna éagsúla den fhoinse solais chéanna go ginearálta toisc go n-astaíonn adaimh nó móilíní difriúla iad.
3. Aicmiú Saintréith an scannáin optúil
I measc na bpríomhfheistí optúla scannáin tá scannáin fhrithchaiteacha, scannán frithshleachta, scannán polaraithe, scagaire cur isteach, speictreascóp agus mar sin de, a úsáidtear go forleathan sa gheilleagar náisiúnta agus sa tógáil cosanta náisiúnta, tá aird mhéadaitheach faighte aige ó oibrithe eolaíocha agus teicniúla. Mar shampla, is féidir le húsáid an scannáin fhrith-mhaolaithe cailliúint flosc lonrúil lionsa casta optúil a laghdú deich n-uaire; is féidir le húsáid scátháin cóimheasa ard-machnaimh scannán cumhacht aschuir léasair a dhúbailt; is féidir le scannán tanaí optúil éifeachtacht agus cobhsaíocht ceallraí sileacain a fheabhsú.
Is é an tsamhail scannáin optúil is simplí ná ciseal aonfhoirmeach scannáin tréleictreach le dromchla réidh agus dromchla iseatópach. Sa chás seo, is féidir staidéar a dhéanamh ar airíonna optúla na scannán tanaí optúil trí theoiric cur isteach an tsolais. Nuair a tharlaíonn tonn eitleáin de sholas monacrómatach ar an scannán optúil, déanfar é a léiriú agus a athraonadh arís agus arís eile ar a dhá dhromchla. Tugtar treoracha an tsolais agus an tsolais athraonta le dlí na machnaimh agus an athraonta, is é foirmle Fresnel a shocraíonn aimplitiúid an tsolais léirithe.
Is féidir scannáin optúla a roinnt: scannán machnamhach, scannán frith-thiomána / scannán friththreafa, scagaire, polapróicéir / scannán polarizer, pláta cúitimh scannáin / difríochta céime, scannán ailínithe, idirleathadh Scannán / Scannán, scannán níos gile / lionsa / comhdhlúthadán priosmach, scannán scáthaithe / dubh agus gliú bán, etc. Cuimsíonn díorthaigh ghaolmhara scannán optúil cosanta, scannán fuinneoige, srl.
Is iad saintréithe an scannáin optúil ná: tá an dromchla réidh, agus cuireann an comhéadan idir na sraitheanna scannán deighilt geoiméadrach i láthair; is féidir le comhéifeacht athraonta an tsraith scannáin léim ar an gcomhéadan, ach tá sé leanúnach sa chiseal scannáin; féadfaidh sé a bheith ina mheán trédhearcach, is féidir leis a bheith ina mheán ionsúcháin freisin; is féidir é a bheith mar ghnáth-éide nó gnáthchothrom. Tá an scannán feidhmithe i bhfad níos casta ná an scannán idéalach. Tá sé seo amhlaidh mar seo a leanas: le linn an ullmhúcháin, imíonn airíonna optúla agus fisiceacha an scannáin ón mbulcábhar, agus tá an dromchla agus an comhéadan garbh, as a dtagann léiriú idirleata an léas solais; is é an treá frithpháirteach idir na sraitheanna scannán an comhéadan idirleata; mar gheall ar fhás, struchtúr, strus agus cúiseanna eile an tsraith scannáin, cruthaítear gach cineál ilchineálachta an scannáin; tá éifeacht chasta ag an gciseal scannáin.
Is féidir scannán machnamhach a roinnt go ginearálta ina dhá chineál, is scannán machnamhach miotail é ceann amháin agus is scannán frithchaiteach lán-tréleictreach é an ceann eile. Ina theannta sin, tá scannán machnamhach tréleictreach miotail ann a chomhcheanglaíonn an dá cheann, a bhfuil sé mar aidhm aige frithchaiteacht an dromchla optúil a mhéadú.
Go ginearálta, tá comhéifeacht éagtha réasúnta mór ag miotail. Nuair a tharlaíonn an léas solais ar an dromchla miotail ón aer, laghdaíonn aimplitiúid an tsolais ag dul isteach sa mhiotal go gasta, rud a fhágann go laghdaíonn an fuinneamh solais a théann isteach sa mhiotal dá réir, agus go méadaíonn an fuinneamh solais atá léirithe. Dá airde an chomhéifeacht díothaithe, is ea is tapúla a dhiúltaíonn an aimplitiúid solais. Téann an fuinneamh éadrom níos lú isteach sa mhiotal, dá airde an fhrithchaiteacht. Roghnaíonn daoine miotail le comhéifeacht mhúchta mór agus airíonna optúla cobhsaí i gcónaí mar ábhair scannáin miotail. Is é an t-ábhar tanaí miotail a úsáidtear go coitianta sa réigiún ultraivialait ná alúmanam, úsáidtear an t-alúmanam agus an t-airgead go coitianta sa réigiún infheicthe, agus úsáidtear an t-ór, an t-airgead agus an copar go coitianta sa réigiún infridhearg. Ina theannta sin, is minic a úsáidtear cróimiam agus platanam mar ábhair scannáin do roinnt scannán speisialta. Toisc go bhfuil sé éasca alúmanam, airgead, copar agus ábhair eile a ocsaídiú san aer agus a bhfeidhmíocht a laghdú, ní mór iad a chosaint le meicníocht leictreach tréleictreach. Ar na hábhair chosanta scannáin a úsáidtear go coitianta tá ocsaíd sileacain, fluairíd mhaignéisiam, dé-ocsaíd sileacain, ocsaíd alúmanaim, etc.
Is é an buntáiste a bhaineann leis an scannán machnamhach miotail go bhfuil an próiseas ullmhúcháin simplí agus go bhfuil an raon tonnfhad oibre leathan; an míbhuntáiste ná go bhfuil an caillteanas solais mór agus nach féidir leis an fhrithchaiteacht a bheith an-ard. D'fhonn frithchaiteacht an scannáin fhrithchaiteacha miotail a fheabhsú tuilleadh, is féidir roinnt sraitheanna de chiseal tréleictreach le tiús áirithe a phlátáil ar an taobh amuigh den scannán chun an scannán machnamhach tréleictreach miotail a dhéanamh. Ba chóir a thabhairt faoi deara go méadaíonn an scannán tréleictreach miotail frithchaiteacht tonnfhaid áirithe (nó réigiún áirithe tonnta), ach go ndíothaíonn sé an tréith a bhaineann le machnamh neodrach ar an scannán miotail.