摘要:驻极体薄膜(FlashOptic)是一种新型的高科技产品,它集光电技术、化学和物理等多种先进科技理论于一身,在电子学以及信息工程领域有着广泛用途。
在现代科技高速发展下,人们对薄膜技术有更深入、广泛的研究,也提出更高要求。目前对于薄膜材料来说,NRFT、PIN、FlashOptic等是近几年才开始成为一种新型高功率器件。其优异性能主要表现:具有良好的透光性;能与不同光源相结合获得良好的彩特性以及较低的散;具有极宽频率范围和频带宽度,可满足不同场合的要求;具有良好稳定性、抗干扰能力强等。其中驻极体薄膜在麦克风中应用广泛,制作具有良好适用性、可靠性、高分辨率、抗干扰能力等特点且具备较好综合特性。 关键词:驻极体薄膜;分布;麦克风;应用;系统
驻极体薄膜的制备是薄膜技术中重要组成,在科学技术领域中有举足轻重的地位,它不仅仅是一种简单的加工工艺,而关系到人们生活质量和科技发展水平。
在我国,驻极体通常使用的是聚氨酯泡沫或者有机玻璃膜。聚氨脂具有良好性能、稳定性等特
点,这种特性被认为是不需任何加工过程就可直接应用工业生产中,能耗少、可回收、利用率高、环保无污染等优点被广泛地应用到各个行业当中。在电子技术飞速发展下,驻极体薄膜的应用也得到迅捷发展,特别是在电视工业领域,它能迅速将各种不同材质、性能各异且具有特殊要求的材料进行结合。目前我国驻极体薄膜技术的发展已经相当成熟。
1、驻极体薄膜的基本原理
1.1 驻极体薄膜的结构
驻极体薄膜的组成包括两个部分:气相沉积层和透射膜(如图1-1所示)。
(1)气相沉积层是一种将气体分子分为两股,在这两种物质之间进行物理上的吸附或化学作用,形成一层致密均匀分布真空高温炉内部、具有良好性能薄膜厚度的材料总称
(2)透射膜:主要由聚四氟乙烯和碳纤维等组成,成孔状结构。
图1-1驻极体薄膜结构示意图
1.2 驻极体薄膜吸收光谱(THz)(见图1-2)
吸收光谱是指物质分子中的官能团在不同波长(THz)激发下,从未放出的第一个波到另一个可见成分并产生变化显示出来。其中强度、速度、温度等参数影响薄膜材料性能。当衬底上出现裂纹或缺陷时会引起能量传递,使其断裂或者导致透射;由于外界原因使气体分子吸收非原子核元素成为可能;另外还包括由外加电场引起的热效应,使原子产生的非电子吸收跃迁引起原子核-壳发生能级变化,从而导致核外电子释放,因此形成新的结合或分离。驻极体薄膜在发挥性能极大化的前提下,要充分考虑合适的光谱线路。
图1-2驻极体薄膜吸收光谱示意图
1. 3 驻极体薄膜的反射
反射是指薄膜透过材料的一维光束而形成一层极面。由于原子在微观上可产生一系列变化,使其具有不同方向及性质,从而导致物质分子或束带发生变化。
驻极体薄膜中的金属元素通常为有机硅化合物等几种类型,夹杂有少量如铝、铁以及铜等非晶质金属和一些过渡合金成分,它们的折射率与基片材料的性质及电子能级有关。当这
种物质在一定条件下形成薄膜时,其反射光谱也相应发生改变。由于不同类型驻极体薄膜中金属元素种类和数量存在很大差异,导致各成分间具有各自独特特性,各不相同且不能互相匹配。因此为能对靶场进行有效控制以达到最佳性能要求,必须通过测试出最适合的衬底材料、合适的制作工艺以及合理优化结构等。此外,为了使驻极体薄膜能在理想反射条件下实现有效控制,还需通过测试来判断其对不同类型材料的影响。
2、 驻极体薄膜在声场分布中的应用
2.1驻极体薄膜在声场分布特性
在声场特性方面,驻极体薄膜的性能决定其能应用于不同场合。在使用时,驻极体发光二极管将产生强大电流,使其发出微弱的荧光。这种现象称为“发射效应”或“二次辐射效应”;二次辐射指的是由两个相互独立且有一定规律变化(如脉冲展延)、具有正负交替关系和功率差等性质所引起的一种能量转移现象,也叫做为次级传导性。驻极体薄膜在不同场合下其性能也会出现一些不同的变化,而这些都与驻极体薄膜自身特性有关,因此,在进行实验时应尽量避免这种影响。
2.2 驻极体薄膜的声场数值模拟
驻极体薄膜的声场数值模拟是对麦克风输出光谱曲线进行分析。(见图2-2)
首先,将用到的数据用SPSTEP软件处理,计算出每个位置所对应的不同波长,然后分别通过sig4.0kH脂单缝扫描、双圆弧聚焦以及放大倍增等方法得到每个位置相应接收端的反射信号,接着利用驻极体薄膜声场数值模拟公式对所测得入射光功率和透射角进行估计,得出各参数的具体值,再根据公式计算出相应的功率和透射角,最,根据求得的功率和透射角可计算出每个位置相应接收端的反射信号。
图2-2驻极体薄膜声场粒子活动示意图
2.3驻极体薄膜在声场分布中的关系
驻极体薄膜在声场中的分布是由其自身性质和组成决定。
(1)聚光性:当驻极体薄膜吸收了气体分子振动时,由于不同折射率、不同密度以及不均匀取向而产生彩变化,这种颜特性会给人带来听觉上舒适感,在一定程度下可提高人们对事物感知能力,因此驻极体薄膜通常作为一个特殊材质用于探测声场信息并将其运送到处理系统中。
(2)聚焦性:当驻极体薄膜中的分子振动时,会产生相干辐射,从而形成“热折射”,这种现象称为向周围空间传播。在声源方向和距离一定范围内聚光可以提高信息接收效率。
(3)透过特性是指材料本身所具备的光学性能或与物质表面接触后反射率较小或者较大;当驻极体薄膜中存在不同质量成分时就会产生相干性的现象,它与材料的折射率、入射角和不同密度有关。
(4)扩散性能是指驻极体薄膜吸收气体分子振动后产生的能量变化扩散性能与材料的折射率和入射角度有关,当驻极体薄膜中存在较多分子时,它们在膜内形成了一个热对流。
(5)衰减特性是指衬层、基底或一层之间介质毛细管上产生的瞬变现象
3、 驻极体薄膜在麦克风中的应用设计
3.1驻极体薄膜在麦克风中的应用系统
目前驻极体薄膜在麦克风中的应用主要有两个方面:一个是用于接收高质量、高强度和高密度载荷,另一个则是用作储存介质,以满足不同应用场合对衬底板抗污染能力要求。