Логотип Зефирнет

Ультрачерное покрытие может сделать телескопы следующего поколения еще лучше

Дата:

12 Марта, 2024

(Новости Наноуэрк) Иногда для ясного зрения требуется полная чернота. В астрономии и точной оптике покрытие устройств черной краской может сократить рассеянный свет, улучшая качество изображения и повышая производительность. Для самых совершенных телескопов и оптических систем каждая мелочь имеет значение, поэтому их производители ищут для их покрытия самые черные оттенки. в Журнал вакуумной науки и техники A («Прочная ультрачерная пленка, нанесенная на магниевый сплав большой кривизны методом атомно-слоевого осаждения»), исследователи из Шанхайского университета науки и технологий и Китайской академии наук разработали ультрачерное тонкопленочное покрытие для магниевых сплавов аэрокосмического класса. Их покрытие поглощает 99.3% света, при этом оно достаточно прочное, чтобы выдерживать суровые условия. Ультрачерное покрытие Ультрачерное покрытие, разработанное командой, можно наносить на изогнутые поверхности и магниевые сплавы, чтобы улавливать почти весь свет. (Изображение: Джин и др.) Для телескопов, работающих в космическом вакууме, или оптического оборудования в экстремальных условиях существующих покрытий часто недостаточно. «Существующие черные покрытия, такие как вертикально ориентированные углеродные нанотрубки или черный кремний, ограничены хрупкостью», — сказал автор Юньчжэнь Цао. «Многим другим методам нанесения покрытий также сложно наносить покрытие внутри трубы или на другие сложные конструкции. Это важно для их применения в оптических устройствах, поскольку они часто имеют значительную кривизну или сложную форму». Чтобы решить эти проблемы, исследователи обратились к осаждение атомного слоя (АЛД). При использовании этой технологии производства на основе вакуума мишень помещается в вакуумную камеру и последовательно подвергается воздействию определенных типов газа, которые прилипают к поверхности объекта тонкими слоями. «Одним из больших преимуществ метода ALD является его превосходная способность покрытия ступеней, что означает, что мы можем получить равномерное покрытие пленки на очень сложных поверхностях, таких как цилиндры, столбы и траншеи», — сказал Цао. Чтобы создать ультрачерное покрытие, команда использовала чередующиеся слои легированного алюминием карбида титана (TiAlC) и нитрида кремния (SiO).2). Эти два материала работают вместе, предотвращая почти весь свет от отражения от поверхности с покрытием. «TiAlC действовал как поглощающий слой, а SiO2 использовался для создания антиотражающей структуры», — сказал Цао. «В результате почти весь падающий свет улавливается многослойной пленкой, обеспечивая эффективное поглощение света». В ходе испытаний команда обнаружила среднее поглощение 99.3% в широком диапазоне длин волн света, от фиолетового света с длиной волны 400 нанометров до ближнего инфракрасного диапазона с длиной волны 1,000 нанометров. Используя специальный барьерный слой, они даже нанесли свое покрытие на магниевые сплавы, которые часто используются в аэрокосмической промышленности, но легко подвергаются коррозии. «Более того, пленка демонстрирует превосходную стабильность в неблагоприятных условиях окружающей среды и достаточно прочна, чтобы выдерживать трение, нагрев, влажность и экстремальные изменения температуры», — сказал Цао. Авторы надеются, что их покрытие будет использовано для улучшения космических телескопов и оптического оборудования, работающего в самых экстремальных условиях, и работают над дальнейшим улучшением его характеристик. «Теперь, когда пленка может поглощать более 99.3% падающего видимого света, мы надеемся еще больше расширить диапазон ее светопоглощения, включив в нее ультрафиолетовую и инфракрасную области», — сказал Цао.

Spot_img

Последняя разведка

Spot_img