Skip to main content
SUPERVISOR
Mohamad Jan Nesari,Hossien Ahmadvand
محمد جان نثاری لادانی (استاد مشاور) حسین احمدوند (استاد راهنما)
 
STUDENT
Reza Zareimoghadam
رضا زارعی مقدم

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Design, fabrication and hardening of multi-layer anti-reflection coating in the range 8-12 micro meter on zinc sulfide substrate
The presentthesis, aimed to design, fabrication and hardening of multi-layers broadband anti-reflection coating in the range from 8 to 12 ?m by using germanium and zinc sulfide, on zinc sulfide substrate. We selected Ge as high index material and ZnS as low index material. The design was performed by the Essential Macleod program. The optimization was performed by the simplex method in which the desired transmission is obtained by changing the thickness of the layers. Deposition was performed by physical vapor deposition (PVD) technique in a vacuum chamber, by using electron gun and thermal boat. The arrangement and optimized thickness of the layers in the fabricated antireflection coating are as follows: ZnS substrate/Ge(162 nm) /ZnS(395 nm)/Ge(551 nm)/ZnS(1293 nm). The coating was studied by FTIR, nanoindentation, AFM and environmental tests. The FTIR spectroscopy shows that the coating increases the IR transmission by about 22 - 26 %. An average transmittance of 93% was achieved in the wavelength range of 8-12 ?m. In the next step, in order to improve the mechanical properties of the coating, we deposited a bilayer of Y 2 O 3 /Carbon on the coating. Nanoindentation test shows that the bilayer enhances the mechanical properties. Finally the environmental analyzes such as abrasion, adherence, salt spray, thermal shock and humidity were performed on the coating. The results show that the four layers coating with the protective bilayer of Y 2 O 3 /Carbon has successfully passed durability and environmental tests.
تحقیق حاضر، به طراحی، ساخت و سخت‌سازی پوشش نابازتابنده چندلایه بر بستره سولفید روی با استفاده از مواد ژرمانیوم و سولفید روی در بازه طول موجی ? تا ?? میکرومتر می‌پردازد. در قسمت اول، موادی که در این ناحیه طول موجی شفاف هستند بررسی شدند و ژرمانیوم و سولفید روی انتخاب شدند. بعد از انتخاب مواد،طراحی نرم‌افزاری با استفاده از نرم‌افزار مخصوص لایه‌های نازک مکلئود ( Macleod )انجام می‌شود. بعد از انجام طراحی،بهینه‌سازی پوشش با استفاده از روش simplex درون نرم‌افزار انجام می‌شود. در این روش، بهینه‌سازی با استفاده از تغییر در ضخامت‌ها انجام می‌شود. در این تحقیق، ساخت پوشش‌های نابازتابنده توسط روش لایه‌نشانی تبخیر فیزیکی ( PVD ) و با استفاده از بوته حرارتی و تفنگ الکترونی انجام می‌گیرد. در ادامه برای به‌دست آوردن ضریب شکل‌دهی مناسب برای بهینه‌سازی پوشش، ابتدا به طراحی و ساخت پوشش تک‌لایه ژرمانیوم بر بستره سولفید روی و سولفید روی بر بستره ژرمانیوم می‌پردازیم. بعد از چندین بار طراحی و ساخت، ضریب شکل‌دهی نهایی برای سولفید روی،?? / ? و برای ژرمانیوم، ?? / ? به‌دست آمد. در نهایت به ساخت چهارلایه و شش‌لایه نابازتابنده پرداخته می‌شود. به علت زیاد بودن ضخامت شش‌لایه از ساخت آن صرف نظر شد و در ادامه پوشش چهارلایه مورد مطالعه قرار گرفت. بعد از طراحی،بهینه‌سازی و ساخت پوشش چهارلایه، جهت استحکام و پایداری پوشش و چسبندگی لایه‌ها به هم و به بستره، از یک لایه واسط اکسیدایتریوم ( Y 2 O 3 )با ضخامت نانومتری در میان لایه‌ها استفاده شد.بعد از هر بار طراحی و ساخت پوشش‌ها،آنها با استفاده از طیف‌سنج تبدیل فوریه مادون قرمز ( FTIR )،مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج طیف‌سنجی نشان می‌دهد که لایه‌نشانی پوشش چهارلایه Ge/ZnS/Ge/ZnS بر هر دو وجه بستره سولفید روی میزان عبور را به اندازه تقریبی ??درصد زیاد می‌کند و میانگین عبور در بازه ? تا ?? میکرومتر به 92 درصد می‌رسد. در ادامه،جهت بهبود خواص مکانیکی پوشش،کربن سخت و ژرمانیوم- کربن مورد بررسی قرار گرفتند. آزمون نانوسختی‌سنجی نشان می‌دهد که لایه‌نشانی دولایه‌ای Y 2 O 3 /Carbon خواص مکانیکی پوشش را تقویت می‌کند.در نهایت آزمون‌های محیطی نظیر سایش،چسبندگی، مه نمکی،شوک حرارتی و رطوبت بر روی پوشش انجام می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که پوشش چهارلایه با لایه محافظ Y 2 O 3 /Carbon ، آزمون‌های محیطی را با موفقیت پشت سر گذاشته است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی