Svenska ElektronikForumet

Jag skall försöka få en plexiskiva att inte blänka så mycket. Bakom den kommer det att sitta ett gäng LED-displayer, hyfsat starka.

ELFAs priser på sådant material är inte så kul, så jag tänkte försöka antireflexbehandla plasten själv. För länge sedan köpte vi sådant på mitt dåvarande jobb, från en liten firma i England. Väldigt bra filter; LED-tecknen såg ut att vara målade på plasten. De skivorna kostade cirkus 1500 kr (!) för 40x40 cm men de var väldigt fria från reflexer.

Vilka metoder kan vara bra att försöka? Jag har funderat på:

- Putsa med stålull, tandkräm, VIM, sandpapper, whatever
(Blir randigt, inte gropigt)

- Lacka med nån matt lack
(Svårt att undvika ränder)

- Blästra
(jag har ingen blästringsmaskin...)

- Självhäftande antireflexfilm
(Finns sånt? Var?)

Har någon försökt sig på något liknande och kan varna mig för någon metod, eller har tips på andra sätt/material? Skivan är inte inköpt ännu så jag är flexibel, storleken blir ungefär 60x25 cm tror jag.

Kolla med en skylttillverkare om det finns film/skiva att handla med dessa egenskaper, t.ex. Alfa Neon är en sådan tillverkare.

Kolla med Lars Svensson komponent - han säljer många bra sådana material av märket Clarex till hyggliga priser.

Tackar för tipsen! Lars Svenson har säkert eller kan ordna vad jag önskar, fast det lär bli dyrt. Inga priser på hans sida. Däremot hade han en bra sida med lite teori/data om non-glare-tekniken. Kornen i ytan ligger tydligen i storleksordningen 1 µm. Kan bli svårt att ordna med sandpapper på egen hand kanske?

Det får nog bli en tur till den vänlige skyltmakaren för att tigga lite provbitar, så får jag labba på egen hand. Har man en hobby så har man...

Ja men Lars Svensson är inte SÅÅÅ dyr och han brukar kunna fixa provbitar

Visst är det så att för att få en bra antireflexbehandlad yta så behöver man addera ett lager med väl valt material som plockar ner brytningsindex i steg mot det omringade mediets (oftast luft). På så sätt förebyggs totalreflektion vid gränsytan, som annars uppstår lätt mellan två medier med mycket olika brytningsindex (ex. glas och luft).

Det ideala borde alltså vara en tunn hinna (lack) som är absolut jämntjock. Ungefär så gör man väl på glasögon.

Jo, men det kostar och fungerar kanske inte på alla sortes plast - ytan, som ofta är metalloxider skall ångas på lasten på något sätt och får inte vara mer en 1/4 ljusvåglängd tjock och med en dielektrisk konstant nästan halvvägs mellan luftens och plasten dielectricitetskonstanter - urvalet är inte överdrivet stort och det är mycket hysch hysch mellan olika tillverkare hur man applicerar det.

Mao. inget man gör hemma. Tidiga versioner under WW2 så gned man in väldigt tunna lager fett eller tvål på glasytan (linser) så att ytan skimrade i regnbågens färger - det är då det visa att tjockleken ligger något så när inom 1/4 våglängdsområden - men av naturliga skäl var det jättesvårt att få det helt jämt och hållbart samt materielet som gneds in inte helt optimalt när det gäller dielectricitetskonstanten för bästa effekt.

När jag får igång min PVD så är detta någonting som jag hade tänkt att testa för att tex få skimrade ytor i blått, grönt, gult eller nästan vilka som helst. Glas och kiseldioxid har bra egenskaper vad gäller detta men vet dock ej hur det fungerar på tex plast. Men skall det vara högkvalitativa grejer så som just antireflex ytor så är det fler material som behövs i speciellt tunna lager som jag inte kommer att ha instrument för att kunna mäta fast en interferometer hade kanske kunnat gått om man haft en känslig sensor. Fast det är sådan jag får testa mig fram till när det blir av.

Tjockleken på lagret bestämmer upplevda färgen på 'skimret/reflexen'

När det gäller impedansmatchning i termer av impedanser så har jag för mig att √(Z1 * Z2) gäller, När det gäller brytningsindex så blir det √(n1 * n2), i det här fallet mellan n2 som luft och n1 som använd plast.

Ytreflektionen (90 grader rakt emot ytan) bestäms av ((n2-n1) / (n2 + n1))^2 [1]

n2 = √(Er) på använd plast [2]

n1 = luft har '1' och därmed n = 1

Plast ligger i regel runt er = 2.2 och ger en brytningsindex ca 1.5 och med detta så får man en ytreflektion av 4% av inkommande ljus - är det snedträff så fins det cosinusfaktor beroende vinkeln tillsammans med brytningsindex som ökar på reflektiondgraden ytterligare.

Glasögonplast som polyakrylat etc. kan ha betydligt högre 'Er' för högre brytningsverkan för samma vikt.

För optimal kvartsvågsanpassning (minsta möjliga reflex) - om jag räknar rätt - då bör pålagda ytan ha brytningsindex av 1.225 eller dielektrisk konstant er = 1.5, men perfekt matchning gäller bara inom ett smalt frekvensområde (smalare ju större 'hopp mellan n1 och n2) och frekvenser utanför området som inte passar riktigt ger den kvarvarande tonen som blåkimmer i äldre optik och gulbrunaktig skimmer i modernare optik - och militär nästa ingen skimmer alls...

Skall man ha bredbandigt som militär optik så måste man lägga flera lager med stegad dielektrisk konstant enligt vissa regler (binomial multisektion matching eller enligt chebyshev-polynom) så att den totala tjockleken med alla lager fortfarande är 1/4 våglängd tjock av mitten av det intressanta frekvensområdet - tex gul färg.

Bäst är förståss kontinuerligt övergång (tapered lines) men nu handlar det inte om att skära ut microstrip på kretskort i mjuka former - utan att lägga ett antal lager med molekyler på en yta med olika dielektriska konstanter...

- men matematiken bakom är samma som för RF-design.

[1] käns igen från Γ = ((Z - Z0) / Z +Z0)) för att räkna fram reflektions-kofficienten som bla är en del i själva Smithchart - kvadrerar man detta så får man precis som i ovanstående formel - reflekterat effekt istället för spänning, och 1 - (Γ^2) ör den effekten som går igenom glaset/vidare på ledaren.

[2] vatten har er = 78 på 100MHz - 6 GHz området och ytreflekterar ca 63% av infallande radiostrålning, hade vi haft ögon för tex 3 GHz så skulle allt med vatten blänka som kvicksilverytor, inklusive våra huvuden som då skulle se ut som en spegltoppförseglad glödlampa ca 37% genomläck per lager...

Har en gång läst en hel del av det men numera glömt bort 99% av det. Men att bara belägga tex en glasyta med kisledioxid ger en brytning beroende på tjockleken och då en viss färg. Man kan bestämma tjockleken på denna yta lite grovt och inom vissa gränser bara genom att titta på färgen som blir på ytan av det reflekterade ljuset och det är ju inte precis så speciellt vetenskapligt men fungerar om man inte har så stora krav.

kan man göra medans det läggs på ???

vad är det för prylar som används för detta ???

Det är precis samma som händer hos såpbubblor som det blir diffraktion hos såpbubblor, men ja man kan se det i realtid medan det händer.

Beläggs detta skikt helt perfekt jämt över hela ytan på lämpligt substrat (vilket inte är så lätt men genomförbart) så skall också hela ytan bli jämnfärgad. Vad som kan användas för detta är bla den grejen som jag håller på och bygger PVD men går säkert också med CVD men det krävs alltså special grejer för det.

Man värmer upp kiseldioxid till en sådan hög temp att det börjar och koka och blir till en ånga. Denna ånga låter man sedan komma i kontakt med ett lämpligt substrat som när ångan kommer i kontakt med det kondenseras på ytan som då blir belagd atomlager för atomlager med det förångade materialet. Det blir då diffraktion mellan glasytan och kiseldioxid skiktet vilket skapar diffraktion mellan den övre och undre ytan vilket gör att vissa våglängder släcks ut och vissa reflekteras tillbaka vilket gör att ytan får olika färg beroende på hur tjockt man gör detta skikt.

Hur pass mycket måste man värma kiseloxid innan den börja dunsta (i vakum förmodar jag) ???

Har (eller bygger) du någon vakumkärl med fönster som gör att du kan studera detta live medans processen är igång??

(i så fall förstår jag varför du 'gillar' högvakumpumpar nämt i annan tråd - det var alltså inte primärt för att hjälpa igång grannarnas värmepumpar/Bil-AC anläggningar )


---

Kan tänka mig att det går att använda sig av olika material med olika dielektricitetskonstanter, kanske just för att framhäva olika färger, men skall man ha optium för mesta möjliga reflexfrihet så har de sina bestämda förhållande med bärarmaterialets dielektrisitetskonstanten som styrande del..

Skall man ha så blank och reflexgivande yta som möjligt, så skall man lägga på materiel med så hög dielekticitetskonstant som bara går.

kiseloxid har en er=3.9, refraktionskonstanten n1 = sqrt(3.9) = 1.975

Värde är högre än glas och plast och med

((n1 - n2)/(n1 + n2))^2 = ((1.975 -1)/(1.975))^2 = 0.1047

dvs. över 10% ytreflektion om den inte samverkar med några reflexer underifrån.

(måste prova med ekvivalenta värden i RF-simulator)

Började med refraktionskonstanter (brytningsindex) 'n' enligt luft=1, kiseloxid=1.975, glas/plast=1.5 och sedan provade att variera tjockleken på kiseloxiden - här i form av grader våglängd..

Då kiseloxiden har högre refraktionskonstant än glas så blir det lite uppochnedvänt med hur tjocka lagren får vara för viss effekt. Vid 144 grader får man en ytreflektion i den röda området av 7.2 dB lägre än infallande ljus, dvs 19% av infallande ljus reflekteras ut igen, medans i den blå kanten ca 14 dB eller 4% reflektion (samma som själva glaset ger utan beläggning). Den här ytreflektionen ser rödaktig ut i våra ögon. Vid 216 grader kiseltjocklek så har egenskaperna bytt plats och ytans reflektion ser nu blåaktig ut - observera att min och maxnivåerna är i stort sett detsamma då i ena läget så släcks en stor del av ytreflektionen mellan luft-kiseloxid av vågen som kommer mellan gränsskiktet kiseloxid-glas, medans i andra fallet så reflekterar det både från kiseloxidens yta och reflektionen från kiseloxiden-glasövergången i samverkan - därför är reflektionen större än när den ensam kommer från kiseloxidens yta.

Nästa bild är 270 grader och reflektionen kommer då att se brungulaktig ut då rött och blått inte reflekteras så mycket, vidare 360 grader oxidskikt så får man effekten att gul reflektion är ganska snävt utsläckt men blå och röd är maximal - förmodligen kommer den här ytan att se lilafärgad ut. Nästa bild 450 grader oxidskikt är den gula delen framhävd snävare, blå/rött fortfarande undertryckt - här skulle man behöva köra igenom en modell av ögat för att gissa vilken kulör som syns - gulaktigt kommer den i allafall vara. 540 grader oxidskikt, förmodligen något lilaliknande även här, man ser att 'kullarna' blir allt tätare ju tjockare oxidskikten är och vid 1188 grader oxidskikt börjar topparna vara så täta att de matchar våra färgkänsliga tappar i ungefär samma styrka och färgupplevelsen bleknar bort, vid 3600 grader bekräftar bara antagandet.

Det här skulle kunna vara en trolig beskrivning (fast baklänges) av vad som händer en såpbubbla som 'byter/rullar' färg hela tiden på ytan medans hinnan blir tunnare pga. avdunstning och vätskesammling i botten, och varför den inte startar med några färger när den är nygjord med tjock hinna...

---

Vidare, testade modell antireflexbehandling med 1/4 våglängds lager (90 grader oxidskikt), om man använde material med refraktionskonstanten 1.225 så får man en sådan kurva, gult undertrycks väldigt mycket medans det är sämre på sidorna - linsen får ett blåröd skimmer och är ganska typisk för äldre kameralinser.

Två stegs oxidskikt som jag provade (teoretiskt) med kräver refraktionskonstant 1.107 resp. 1.355 om det läggs på glas med 1.5 i refraktionskonstant. och ger bredare utsläckningsområde - men fortfarande mycket vid rött och blått.

Pilla man lite på refraktionsfaktorerna i oxidskikten så att de blir 1,120 resp 1.340 - ganska små förändringar så får man följande kurva, bättre på sidorna men på bekostnaden av gula området, dock är ytreflektionen nere i 0.5 promille av infallande ljus över hela området (glas normalt 4%) - Observera - detta är simulerat och då är det lätt att ändra parametrar - I verkligheten så är det tillgängliga beläggningsmaterialerna och hur nogrant de appliceras och använd glas som bestämmer vad som går att göra. När man gör sådana saker så är skiktstjocklek etc. jättegrining där även små avvikelser i tjocklek i enstaka grader och/eller refraktionsfaktor gör att det bara blir kattskit av det hela - det blir riktigt dåligt riktigt fort i sådana här typ av jobb...

$tiff skrev:Det ideala borde alltså vara en tunn hinna (lack) som är absolut jämntjock. Ungefär så gör man väl på glasögon.

Det är nog det jag kommer att testa. Det hela skall bli en display med stora LED-tecken (57 mm, tror jag) bakom, tänkt att sitta över en dörr. Normalt betraktningsavstånd blir väl tre--fyra meter, så det är inte superkritiskt med finishen.

Absolut jämntjockt lär det ju inte bli och vid närmare granskning lär väl penselspåren synas. Det är tydligen väldigt mycket matematik, teori och formler i ämnet, men jag är mer en hands-on gubbe så jag skall prova vanlig matt möbellack på en spillbit plexi till att börja med. "Hellre slå en båge än lyss till den blåsa som brast" eller vad det heter...

Hur pass mycket måste man värma kiseloxid innan den börja dunsta (i vakum förmodar jag) ???

Kiseloxid vet jag inte men för kiseldioxid vid vanligt lufttryck så behövs en temp på 1713 grader för att det skall smälta men för att få det att börja koka så behövs en temp på hela 2230 grader.

För att undvika att det bildas andra oxider i kammaren som inte är helt genomskinliga och som kan orsaka problem så måste det vara ett ordentligt vakuum i den. Jag kommer att arbeta med högvakuum på runt 10^-5 Torr eller bättre och den andra anledningen till detta högvakuum är att ju lägre tryck desto lägre koktemp. För redan vid 10^-4 torr så är tempen "bara" 1024 grader och det är betydligt lättare att hantera.


Har (eller bygger) du någon vakumkärl med fönster som gör att du kan studera detta live medans processen är igång??

Japp, och då kan jag se medan lagren byggs upp genom att ytan ändrar färg. Håller på så smått med en kammare och jag måste ha fönster på den för att se hur processen går när jag sedan bla kommer att göra ytreflekterade speglar i den som jag egentligen bygger det hela för och då måste det vara ett kraftigt vakuum i den.


i så fall förstår jag varför du 'gillar' högvakuumpumpar nämt i annan tråd - det var alltså inte primärt för att hjälpa igång grannarnas värmepumpar/Bil-AC anläggningar

Nej verkligen inte. För att få det högvakuumet jag måste ha så behövs det annat än grovvakuumpumpen från Julas kan jag säga. Men den måste ändå klara ett visst vakuum så att jag får igång diffusionspumpen jag skall ha till detta sedan.

Vet inte om du sett min tråd om detta annars:

PVD