Substrato de metalens 4H-SIC
O 4H-SIC Metalens é um novo dispositivo óptico baseado no material de carboneto de silício (SIC), especialmente projetado para resolver problemas de desvio térmico em sistemas de laser de alta potência. As lentes tradicionais são propensas à degradação do desempenho focal e do desempenho óptico devido ao acúmulo térmico sob irradiação a laser de alta potência, enquanto os metalens de carboneto de silício, com sua excelente condutividade térmica, alto índice de refração e dureza mecânica, podem manter um desempenho óptico estável sob condições adversas. Os substratos SiC estão disponíveis para a preparação de metalenses, consulte as especificações:
https://www.powerwaywafer.com/sic-wafer/sic-wafer-substrate.html
1.
O substrato 4H-SiC possui maior condutividade térmica e menor densidade de defeitos em comparação com outras formas cristalinas, como 6H-SiC. Selecione Wafer 4H-SIC com alta condutividade térmica (aproximadamente 490 W/M · K), alto índice de refração (~ 2,6) e excelente dureza mecânica para preparar superlências que atendem aos requisitos de aplicação. Adotando o projeto de fase ideal, otimizando o tamanho das nanocolunas para obter modulação de fase dinâmica, seguida pelo processamento de nanoestrutura. Em primeiro lugar, um padrão de nano-pilar é definido em um substrato 4H-SiC via litografia por feixe de elétrons (EBL). Em segundo lugar, o método de deposição de vapor físico (PVD) é usado para depositar o material da máscara para os processos de gravação subsequentes. Finalmente, a gravação forma estruturas de nano -pilares de alta proporção com fatores de preenchimento que variam de 0,3 a 0,78 para garantir o desempenho óptico.
2. Características de 4h-SiC BasedMetalentes
A pesquisa atual indica que a alta estabilidade térmica é uma grande vantagem das superlências 4H-SiC. Após irradiação contínua com um laser de 15 W, 1030 nm por 1 hora, o aumento da temperatura foi de apenas 3,2 ° C e o deslocamento focal foi de apenas 13 µm, muito superior ao aumento da temperatura de 54 ° C e a 213 µm de mudança focal das lentes tradicionais. Pode -se observar que sua alta condutividade térmica pode efetivamente suprimir o desvio térmico, reduzir a dependência de sistemas de resfriamento e melhorar a estabilidade. Essa excelente estabilidade térmica o torna amplamente aplicável em sistemas de laser de alta potência.
Em segundo lugar, o alto desempenho óptico demonstra ainda a superioridade das superlências 4H. Sua abertura numérica (NA) é de 0,5, a distância focal é de 1 cm, a eficiência de foco é de 96,31%e a transmitância atinge 0,71, alcançando o foco limitado de difração. Essa alta eficiência o torna altamente promissor em áreas como imagens ópticas de precisão, processamento a laser e comunicação óptica.
Além disso, o design compacto torna o 4H-SIC Metalens mais prático. A abertura da lente é de 1,15 cm, adequada para tamanhos de feixe de laser de alta potência, eliminando a dependência das lentes tradicionais em sistemas complexos de refrigeração, fornecendo uma solução leve e de alta eficiência para aplicações de laser de alta energia.
3. Aplicação de sicMetalpts
4H SIC Metalens mostrou amplas perspectivas de aplicação em vários campos de alta tecnologia devido ao seu excelente desempenho óptico e estabilidade térmica. Em termos de processamento a laser, ele pode ser usado para tarefas de usinagem de precisão, como corte e soldagem, melhorando a precisão e eficiência da usinagem. No campo da comunicação óptica, os superlens 4H SIC ajudam a melhorar a estabilidade e a integração de dispositivos ópticos e melhorar a eficiência da transmissão de dados. Além disso, no campo aeroespacial, essa lente pode atender aos requisitos de gerenciamento térmico dos sistemas de laser de alta potência, garantindo operação confiável de equipamentos em ambientes extremos.
With the continuous advancement of technology, the performance and application range of 4H SiC metalens will be further expanded. Future research will focus on optimizing the design of nanocolumns, enhancing the polarization insensitivity and wideband applicability of lenses to meet a wider range of optical application needs. In addition, 4H-SiC superlens have broad application prospects in emerging fields such as augmented reality (AR) and quantum optics, which can promote the development of next-generation optical devices. In the future, multifunctional integrated devices will be explored, combining optoelectronic detection and signal processing functions to play a greater role in fields such as optical sensing, imaging, and information processing.
Whether you need 4H-SiC substrate for research or for industrial applications, please contact us email at [email protected] e [email protected].