Пятислойные четвертьволновые просветляющие покрытия на основе трех пленкообразующих материалов Текст научной статьи по специальности «Физика»

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

УДК 681.7.064.454

Тан Тай До, Л. А. Губанова

ПЯТИСЛОЙНЫЕ ЧЕТВЕРТЬВОЛНОВЫЕ ПРОСВЕТЛЯЮЩИЕ ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ ТРЕХ ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ

Рассмотрена возможность уменьшения количества пленкообразующих материалов при создании пятислойных четвертьволновых просветляющих покрытий.

Ключевые слова: интерференционное покрытие, просветляющее покрытие, пятислойное покрытие.

В настоящее время для изменения физико-химических свойств оптических деталей используются интерференционные покрытия, которые формируются в основном методом термического испарения в вакууме. Современные вакуумные установки обычно имеют в своем составе не более трех испарителей [1], содержащих пленкообразующие материалы.

Данная статья является продолжением работы [2], где рассматриваются просветляющие покрытия, состоящие из пяти четвертьволновых слоев, сформированных из различных пленкообразующих материалов, что вызывает затруднение при реализации такого вида покрытий.

Структура пятислойной четвертьволновой интерференционной системы характеризуется показателями преломления (п1, п2, п3, п4, п5) и оптическими толщинами (п^, п2ё2, п3ё3, п4ё4, каждого слоя. Для рассмотренных структур п1й1= п2й2= п3й3= п4й4= п5ё5= А^/4, где Хо соответствует середине рабочего спектрального диапазона. Световое излучение с длиной волны Х падает из среды с показателем преломления п0, а покрытие сформировано на подложке с показателем преломления пт.

Рассмотрим возможности уменьшения количества пленкообразующих материалов. Напомним, что ранее полученное условие просветления [2] для пятислойного четвертьволнового просветляющего покрытия имеет вид

п1п5=п2п4=п3 =п0пт. (1)

Показатель преломления пленкообразующего материала, из которого изготовлен третий слой, равен

пз =л/попт , (2)

т.е. для определенной подложки значение п3 является фиксированным.

Исходя из условия (1), можно предложить несколько вариантов: 1 — п1= п2, 2 — п1= п3, 3 — п1= п4, 4 — п2= п3. Рассмотрим каждый из них.

1. щ = п2. Если п1=п2, то п5=п4=п0пт/п1. В этом случае условие (1) примет вид п1п5=п1п5=п32 =п0пт. Тогда для показателей преломления материалов, формирующих пятислойное покрытие, можно записать: п1п1п3п5п5пт. Такое пятислойное просветляющее покрытие образуется на основе трех материалов с показателями преломления п1, п5, п3. Однако оп-

Пятислойные четвертьволновые просветляющие покрытия

73

тические толщины слоев не будут равны между собой, но будут кратны Х0/4, а толщины слоев, граничащих с воздушной средой и подложкой, равны Х0/2.

2. щ= п3. Если п1=п3, то п5=п0пт/п1=п3=п1. В этом случае материалы, из которых сформированы слои покрытия, имеют следующие показатели преломления: п1п2п1п4п1пт, где п1=п3. Таким образом, просветляющее покрытие также будет формироваться из трех материалов с показателями преломления п1, п2, п4.

3. п1= п4. Если п1=п4, то п2=п5. Тогда для показателей преломления материалов, из которых формируется покрытие, можно записать: п1п2п3п1п2пт.

Таким образом, пятислойное просветляющее покрытие в этом случае будет сформировано из трех материалов с показателями преломления п1, п2, п3.

4. п2= п3. Если п2=п3, то п4=п0пт/п2=п3=п2. Тогда можно записать: п1п3п3п3п5пт. Пяти-слойное просветляющее покрытие в этом случае формируется на основе трех материалов с показателями преломления п1, п3, п5. Отличительная особенность данной структуры заключается в том, что оптическая толщина центрального слоя будет равна 3/4А,, а толщины обрамляющих его слоев, по-прежнему, равны А,/4.

Все рассмотренные пятислойные четвертьволновые просветляющие покрытия формируются на основе трех пленкообразующих материалов, что позволяет реализовать их с использованием стандартных вакуумных установок. Кроме того, структуры, соответствующие вариантам 1 и 4, имеют только четыре границы раздела, что существенно снижает напряжение внутри покрытия, поскольку уменьшается количество границ раздела, и покрытие становится более стабильным в условиях перепада температуры.

список литературы

1. Справодчник технолога-оптика / Под ред. М. А. Окатова. СПб: Политехника, 2004. 679 с.

2. До Тан Тай, Губанова Л. А., Путилин Э. С., Фам Ван Хоа. Пятислойные четвертьволновые просветляющие покрытия для инфракрасного диапазона спектра // Оптич. журн. 2014. Т. 81, № 10. С. 72—76.

Сведения об авторах

Тан Тай До — аспирант; Университет ИТМО, кафедра оптоинформационных тех-

нологий и материалов, Санкт-Петербург; E-mail: [email protected] Людмила Александровна Губанова — д-р техн. наук, профессор; Университет ИТМО, кафедра оптоин-

формационных технологий и материалов, Санкт-Петербург; E-mail: [email protected]

Рекомендована кафедрой Поступила в редакцию

оптоинформационных технологий и материалов 03.10.14 г.