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.

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

1. Компания Alkor Technologies - российское оптико-механическое производство высокоточных оптических компонентов – http://www.alkor.net/alkorru/index.html

2. Компания Tydex – http://www.tydexoptics.com/pdf/ru/Coatings.pdf

3. «Физика в вопросах и ответах», сайт Елькина Виктора – http://www.elkin52.narod.ru/optika

4. «Физика для любознательных» – http://class-fizika.narod.ru

5. Промышленный интернет-портал Metaprom.ru – http://www.metaprom.ru/

6. Центральная публичная библиотека – http://www.publiclibrary.ru/

7. К.П. Ловецкий, Л.А. Севастьянов, О.Н. Бикеев, Математическое моделирование и методы расчета оптических наноструктур, М.,2008