وحدة خطية فراغية من سلسلة KLS | تُستخدم في الطلاء البصري

المنظور الأساسي: السعي لتحقيق "انعدام التلوث" و"التوحيد" في الطلاء البصري
تتطلب الطلاءات البصرية، وخاصة مرايا الليزر وطبقات منع انعكاس الأشعة تحت الحمراء، بنية أغشية خالية من العيوب. يمكن لأي تلوث بالجسيمات أن يُحدث "ثقوبًا دقيقة"، مما يقلل بشكل كبير من عتبة التلف الناتج عن الليزر. تعمل الوحدات القياسية تحت درجة فراغ عالية تبلغ 10^-7 باسكال، وتُطلق باستمرار بخار الماء والهيدروكربونات، والتي تترسب على البصريات كطبقات تلوث ماصة عند تحللها بواسطة البلازما. تُقدم وحدة KLS الخطية الفراغية حلاً جذريًا لهذه المشكلة. تستخدم هذه الوحدة موادًا - من الموجهات والبراغي اللولبية إلى كابلات المحرك - خضعت لاختبارات صارمة لمعدل إطلاق الغازات، حيث يتوافق إجمالي فقدان الكتلة (TML) والمواد المتطايرة القابلة للتكثيف المُجمعة (CVCM) مع متطلبات صناعة الطيران والفضاء.
أثناء عملية الترسيب بمساعدة حزمة الأيونات (IBAD)، يجب أن تعمل وحدة التحكم الخطية الفراغية هذه لفترات طويلة عند درجات حرارة تسخين الركيزة التي تصل إلى 200 درجة مئوية كحد أقصى. ويضمن تصميمها الخاص بوصلة التغذية المغناطيسية السائلة عدم وجود أي تسرب عند حافة وصلة التغذية. عند طلاء بعض طبقات الأغشية التي تتطلب تبريد الركائز إلى درجة حرارة لا تقل عن -196 درجة مئوية، تعمل وحدة التحكم الخطية الفراغية هذه بكفاءة عالية دون أي تعطل ناتج عن البرودة. بالنسبة لمرايا الأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUV) المستخدمة في المنشآت العلمية واسعة النطاق، فإن عملية الطلاء حساسة للغاية للاهتزازات. تتميز وحدة التحكم الخطية الفراغية من سلسلة KLS بخوارزمية قيادة منخفضة التموج تضمن أن سعة الاهتزاز المتولدة أثناء حركة التكرار ±0.01 مم تبقى أقل من 50 نانومترًا.
فيما يتعلق باختيار المواصفات، توفر هذه الوحدة الخطية الفراغية إصدارًا شديد التحمل بعرض 170 مم. وتبلغ سعتها القصوى للحمل الأفقي 150 كجم، ما يسمح لها بدعم مرايا رئيسية مناسبة للاستخدام في الفضاء يزيد قطرها عن متر واحد. في المقابل، يُناسب العرض المصغر للوحدة الخطية الفراغية، البالغ 30 مم، تحريك المصاريع أو رؤوس مراقبة البلورات داخل أجهزة الطلاء التجريبية الصغيرة. والجدير بالذكر أن هذه الوحدة الخطية الفراغية تتحمل شدة إشعاع تصل إلى 10^6 غراي، ما يؤهلها لمعالجة النوافذ البصرية المقاومة للإشعاع في المنشآت النووية بعد عملية الطلاء. في الإنتاج الفعلي، تعمل وحدة KLS الخطية الفراغية عادةً كمحرك كوكبي لطلاء القباب: حيث تُشغل آلية تروس كوكبية، تُحرك البصريات في مسار مُبرمج فوق مصادر التبخير، وتتحكم في عدم انتظام سُمك الطبقة بحيث لا يتجاوز 0.5%. وتُعد إصدارات العرض 40 مم و60 مم الأكثر شيوعًا نظرًا لصغر حجمها وسهولة دمجها. علاوة على ذلك، توفر هذه الوحدة الخطية الفراغية إمكانية تشخيص الأعطال عن بُعد. في حال رصد مقاومة غير طبيعية داخل حجرة التفريغ التي تبلغ سعتها 10^-7 باسكال، يصدر النظام إنذارات مبكرة، مما يمنع عمليات تهوية الحجرة المكلفة وخسائر الإنتاج. باختصار، بدون وحدة تفريغ خطية نظيفة وموثوقة مثل سلسلة KLS، لا يمكن للطلاء البصري عالي الجودة أن يرتقي من مستوى "مقبول" إلى مستوى "استثنائي".