Соединение оптических контактов - Optical contact bonding

Соединение оптических контактов это бесклеевой процесс, при котором две близко конформные поверхности соединяются вместе, удерживаясь исключительно межмолекулярные силы.

История

Исаак Ньютон приписывают первое описание конформного взаимодействия, наблюдаемого через явление интерференции, известное как Кольца Ньютона хотя это было С. Д. Пуассон в 1823 году, который первым описал оптические характеристики двух идентичных поверхностей в контакте. Только в 19 веке предметы были изготовлены с такой точностью, что наблюдалось явление связывания. Сцепление было описано как «скручивание вместе» или как «ansprengen» на немецком языке. К 1900 году оптическое контактное соединение использовалось при создании оптических призм, а в следующем столетии наблюдались дальнейшие исследования этого явления, в то же время, когда впервые были изучены идеи межатомных взаимодействий.[1]

Объяснение

Межмолекулярные силы, такие как Силы Ван-дер-Ваальса, водородные связи, и диполь-дипольные взаимодействия обычно не достаточно сильны, чтобы удерживать два явно конформных твердых тела вместе, поскольку силы быстро убывают с расстоянием,[2] и фактическая площадь контакта между двумя телами мала из-за шероховатости поверхности и незначительных дефектов.

Однако, если тела конформны с точностью лучше 10 ангстремы (1 нанометр), то достаточная площадь поверхности находится в достаточно тесном контакте, чтобы межмолекулярные взаимодействия имели наблюдаемое физическое проявление в реальном мире, то есть два объекта слипались.[3] Такое состояние требует высокой точности и гладкости поверхности, которые обычно присущи оптическим компонентам, таким как призмы.

Изготовление оптического контактного скрепления

В дополнение к тому, что обе поверхности должны быть практически конформными (на практике часто полностью плоскими), поверхности также должны быть чрезвычайно чистыми и свободными от любых небольших загрязнений, которые могут предотвратить или ослабить соединение, включая пленки жира и пылинки. Для того, чтобы произошло склеивание, поверхности нужно только собрать вместе; межмолекулярные силы приводят тела к конформации с наименьшей энергией, и никакого давления не требуется.

Преимущества

Поскольку метод не требует связующего, бальзам или клей, физические свойства связанного объекта такие же, как и у соединенных объектов. Обычно клеи и связующие более чувствительны к нагреванию или обладают нежелательными свойствами по сравнению с фактическими соединяемыми телами. Использование оптического контактного соединения позволяет производить конечный продукт со свойствами, не уступающими по свойствам сыпучему веществу.[4] Это может включать термостойкость и химическую стойкость, свойства спектрального поглощения и снижение загрязнения связующими материалами.

Использует

Первоначально процесс ограничивался оптическим оборудованием, таким как призмы - первые образцы были изготовлены около 1900 года. Позже сфера применения была расширена до микроэлектроники и других миниатюрных устройств.[5]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Склеивание пластин. Марин Алексей, У. Геселе. Стр. 5 книги Google
  2. ^ Быстрее, чем 1 / расстояние2
  3. ^ Гутзулис, Акис; Папе, Деннис; Кулаков, Сергей (1994). Проектирование и изготовление акустооптических приборов.. CRC Press. п. 383. ISBN  9780824789305.
  4. ^ Оптический контакт: изменение интерфейса оптики. Крис Мятт, Ник Траггис и Кэти Ли Дессау. Корпорация Precision Photonics precisionphotonics.com
  5. ^ Ян Хаисма и Г.А.С.М. Спирингс. «Контактное соединение, включая прямое соединение в историческом и недавнем контексте материаловедения и технологий, физики и химии». Материаловедение и инженерия: R: Отчеты. 37: 1–60. Дои:10.1016 / s0927-796x (02) 00003-7.

внешняя ссылка