높은 고도 환경은 다양한 광학 부품에 대한 고유 한 과제 세트를 제공하며,은 코팅 거울도 예외는 아닙니다. 공급 업체로은 코팅 거울, 나는 극한 조건에서 이러한 거울의 성능과 적응을 직접 목격했습니다. 이 블로그에서는 높은 고도 환경에서은 코팅 거울이 어떻게 수행되는지 조사하여 물리적 특성, 잠재적 문제 및 그들이 제공하는 혜택을 탐색 할 것입니다.
은 코팅 된 거울의 물리적 특성
은 코팅 된 거울은 특히 가시성 및 근처의 적외선 영역에서 광범위한 파장에 걸쳐 높은 반사율로 유명합니다. 이 높은 반사율은 은의 전기 전도도가 우수하여 전자기파와 효율적으로 상호 작용할 수 있습니다. 빛이 은색 코팅에 부딪히면, 은색의 자유 전자는 빛의 전기장에 반응하여 진동하여 반사 법칙을 따르는 방향으로 빛을 방출합니다.
우물로 만든은 코팅 미러의 반사율은 가시 범위에서 최대 95% 이상에 도달 할 수 있습니다. 이 높은 반사율은 천문학적 망원경에서 레이저 시스템에 이르기까지 광범위한 응용에 이상적입니다. 그러나 이러한 거울의 성능은 높은 고도에서 발견되는 가혹한 조건의 영향을받을 수 있습니다.
높은 고도 환경에서 도전
온도 변화
높은 고도 영역은 상당한 온도 변동이 특징입니다. 낮에는 태양이 거울 표면을 가열 할 수 있지만 밤에는 온도가 매우 낮은 수준으로 떨어질 수 있습니다. 이러한 온도 변화는 미러 기판 및은 코팅의 열 팽창 및 수축을 유발할 수 있습니다.
은은 비교적 높은 열 팽창 계수를 가지고 있습니다. 온도가 빠르게 변할 때,은 코팅은 기판과 다른 속도로 확장되거나 수축 될 수 있습니다. 이 불일치는 코팅 내에서 스트레스를 유발하여 잠재적으로 시간이 지남에 따라 균열 또는 박리를 유발할 수 있습니다. 예를 들어,은 코팅 미러가 단기간에 큰 온도 차이에 노출되는 경우 코팅 응력이 응집력 강도를 초과하여 가시 손상을 초래할 수 있습니다.
저기압
고도가 증가함에 따라 대기압이 감소합니다. 낮은 압력 환경은은 코팅 된 거울에 몇 가지 영향을 줄 수 있습니다. 주요 관심사 중 하나는 재료의 외래입니다. 미러 기판에 존재하는 휘발성 물질, 코팅을 부착하는 데 사용되는 접착제 또는 코팅 자체가 낮은 압력으로 증발하기 시작할 수 있습니다.
아웃가스는 거울 표면에 박막이 형성되어 반사율을 감소시킬 수 있습니다. 또한, 낮은 압력 환경은 또한은 코팅의 안정성에 영향을 줄 수 있습니다. 대기압 부족은 코팅에 대한지지가 적으므로 작은 입자 또는 진동으로 인한 기계적 손상에 더 취약하다는 것을 의미합니다.
방사선 노출
높은 고도 위치는 자외선 (UV) 및 우주 광선을 포함하여 더 높은 수준의 태양 방사선에 노출됩니다. UV 방사선은은 코팅 및 모든 보호 층에서 광화학 반응을 일으킬 수 있습니다. 이러한 반응은은 산화은 (AGAT)을 형성하는은의 산화로 이어질 수있다. 은 산화은은 순수한은에 비해 덜 반사 된 물질이며, 그 형성은 거울의 반사율을 점차적으로 감소시킬 수 있습니다.
반면에 우주 광선은은 코팅에 물리적 손상을 일으킬 수 있습니다. 높은 에너지 입자는 코팅에서 원자를 녹아서 결함을 생성하고 거울의 표면 구조를 변경할 수 있습니다. 이것은 또한 거울의 광학 성능에 부정적인 영향을 줄 수 있습니다.
먼지와 미립자 물질
고도 영역은 종종 공기 중에 더 높은 농도의 먼지와 미립자 물질을 가지고 있습니다. 이 입자는 강한 바람에 의해 운반 될 수 있으며 거울 표면에 영향을 줄 수 있습니다. 먼지 입자가은 코팅과 충돌하면 표면을 긁거나 긁어서 매끄러움과 결과적으로 반사율을 줄일 수 있습니다.
고도 응용 분야에서은 코팅 거울의 성능
이러한 과제에도 불구하고,은 코팅 된 거울은 특히 적절한 설계 및 보호 조치를 취할 때 높은 고도 환경에서 여전히 잘 수행 할 수 있습니다.
온도 변화에 대한 적응
온도 변화의 영향을 완화하기 위해 제조업체는 융합 실리카 또는 특정 유형의 유리 세라믹과 같은 열 팽창 계수가 낮은 기판을 사용할 수 있습니다. 이 재료는은과 유사한 속도로 확장되고 수축되어 코팅의 응력을 줄입니다.
또한 일부은 코팅 거울은 다중 층 구조로 설계되었습니다. 버퍼 층은 기판과은 코팅 사이에 첨가되어 응력 - 완화 인터페이스로 작용할 수 있습니다. 이 완충 층은 열 팽창 및 수축으로 인한 응력의 일부를 흡수하여은 코팅이 손상으로부터 보호됩니다.
저압 및 아웃소싱에 대한 보호
아웃소싱을 방지하기 위해 제조업체는 거울 구조에 대한 변동성이 낮은 재료를 신중하게 선택할 수 있습니다. 거울은 또한 휘발성 물질이 표면에 필름을 탈출하고 형성하는 것을 방지하기 위해 밀봉 할 수 있습니다.
일부보호 된 실버 미러설계에는은 코팅 위에 추가 보호 층이 포함되어 있습니다. 이 층은 아웃가스에 대한 장벽으로 작용할 수 있으며 기계적 손상 및 산화에 대한 약간의 보호를 제공 할 수 있습니다.
방사선 저항
UV 방사선 및 우주 광선으로의은 코팅 된 미러의 저항을 향상시키기 위해 특수 코팅을 적용 할 수 있습니다. 예를 들어, UV 흡수 재료의 얇은 층을 미러 표면에 첨가 할 수 있습니다. 이 층은은 코팅에 도달하기 전에 UV 방사선을 흡수하여 산화 위험을 줄일 수 있습니다.
일부 고급은 코팅 거울은 방사선 강화 구조로 설계되었습니다. 은 코팅은 방사선 손상에 대한 저항을 증가시킬 수있는 특정 요소로 도핑 될 수 있습니다.
먼지와 미립자 보호
먼지 및 미립자 물질로부터 보호하기 위해 거울에는 보호 인클로저 또는 덮개가 장착 될 수 있습니다. 이 인클로저는 거울 표면과 공기 중 먼지 입자 사이의 직접적인 접촉을 방지 할 수 있습니다. 또한 공기 여과 시스템을 사용하여 거울 주변의 공기에서 먼지를 제거하여 손상의 위험을 더욱 줄일 수 있습니다.
고도 응용 분야에서은 코팅 거울 사용의 이점
도전에도 불구하고은 코팅 된 거울은 고도 응용 분야에서 몇 가지 장점을 제공합니다.
높은 반사율
은 코팅 된 거울의 높은 반사율은 천문 망원경과 같은 많은 고도 광학 시스템에 중요합니다. 천문학에서, 수집 된 모든 빛의 빛은 가치가 있으며,은 코팅 된 거울의 높은 반사율은보다 효율적인 빛 수집을 가능하게하여 천문학자가 더 희미한 물체를 관찰 할 수있게한다.
넓은 스펙트럼 범위
은 코팅 된 거울은 광범위한 스펙트럼 반응을 가지며, 이는 다양한 파장의 빛을 사용해야하는 응용 분야에 유리합니다. 예를 들어, 높은 고도에서 작동하는 원격 감지 시스템에서는 은색 코팅 미러를 사용하여 가시 광선에서 가까운 적외선에 이르기까지 광범위한 파장을 반사하여보다 포괄적 인 데이터 수집을 가능하게합니다.
결론
결론적으로, 높은 고도 환경은 적절한 설계와 보호를 통해은 코팅 거울에 중대한 어려움을 겪지 만, 이러한 거울은 여전히 효과적으로 수행 할 수 있습니다. 공급 업체로은 코팅 거울, 우리는 제품의 장기 성능을 보장하기 위해 이러한 과제를 해결하는 것이 중요하다는 것을 이해합니다.
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참조
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- 존슨, AM (2019). "높은 고도 응용 분야에서은 코팅의 열 및 기계적 특성." 광학 재료에 관한 국제 회의 절차, 456-462.
- 브라운, CR (2020). "은 코팅 된 거울에 대한 방사선의 영향." 광학 및 광자 뉴스, 31 (6), 45-52.