Расчет отражающих многослойных оптических покрытий
Высокоотражающие диэлектрические покрытия состоят из нескольких слоев диэлектрических материалов и проектируются для достижения максимально возможного отражения, обычно на определенной длине волны.
Для изготовления интерференционных зеркал используют покрытия из нечетно чередующихся слоев диэлектриков с большими и малыми показателями преломления, т.е. создают покрытия, имеющие "антипросветляющие" свойства. Наружный слой интерференционного покрытия должен иметь показатель преломления больший, чем показатель подложки. С увеличением числа слоев коэффициент отражения увеличивается. Так, 15-17-слойные покрытия из пленок SiO2 и TiO2, или MgF или ZnS, имеют коэффициент отражения не менее 99% в широкой области спектра.
Спроектируем
высокоотражающее диэлектрическое
покрытие из оксида кремния и оксида
титана, с показателями преломления
=2,6.
В таблице
1.1 приведены входные данные для покрытия:
подложка из стекла с коэффициентом
преломления
1,1,
анизотропный слой оксида титана и
изотропный оксида кремния, которые
чередуются и повторяются десять раз.
|
Stack |
Repeater |
Medium |
N |
|
0 |
1 |
Air_sp |
1 |
|
1 |
10 |
Iso |
1,5 |
|
1 |
10 |
2ax |
2,6 |
|
2 |
1 |
Sub |
1,1 |
Таблица 1.1
На графике 1.1 результат, ось x – длина волны, ось y - отражение в процентах.
Программа помогает подобрать оптимальные толщины слоёв на выбранном диапазоне - на длине волны 470-670 нм отражение составляет 100%.
График 1, 1
Из высокоотражающих металлических покрытий большим коэфициентом отражения известно серебро, в видимой части спектра отражение составляет 98-99%. Для защиты серебряного слоя от внешних воздействий его покрывают медной плёнкой. График 1.2 - отражение от такой структуры.
График 1.2
Большей стойкостью к химическим и механическим воздействиям обладает родий, но он уступает серебру в отражательных способностях. Его наносят на подслой никеля или хрома. На графике 1.3 видно, что отражение составляет 60-80%.
Заключение
Результатами научно-исследовательской работы явились анализ
информации о однослойных и многослойных оптических покрытиях, а также
расчет многослойных оптических покрытий. При исследовании и расчете
оптических покрытий использовался вычислительных комплекс
«MorphoVision».
Литература
Компания Alkor Technologies - российское оптико-механическое производство высокоточных оптических компонентов – http://www.alkor.net/alkorru/index.html
Компания Tydex – http://www.tydexoptics.com/pdf/ru/Coatings.pdf
«Физика в вопросах и ответах», сайт Елькина Виктора – http://www.elkin52.narod.ru/optika
«Физика для любознательных» – http://class-fizika.narod.ru
Промышленный интернет-портал Metaprom.ru – http://www.metaprom.ru/
Центральная публичная библиотека – http://www.publiclibrary.ru/
К.П. Ловецкий, Л.А. Севастьянов, О.Н. Бикеев,
Математическое моделирование и методы
расчета оптических наноструктур,
М.,2008