Широкополосное многослойное зеркало

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

NINW ЕСЙУБЛИК ае 09

ЗФЮ 0 02 В 5 28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К. ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (%i ° % )

Sn(miami:sin ") ЦЗСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

:AO ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪФ (21 ) 3407697/18-10 (22) 09.03.82 (46) 23.12.83. Вюл. М 47 (72) В.Д.Введенский, М.Д.Левина и Е.Г.Столов (53) 535.345 ° 67(088.8) (56) 1. App1ied Optics 1969, v. 8, Р 9, р. 1919 °

2. Фурман lil.A. Тонкослойные опти.ческие покрытия. Л., "Машиностроение", 1977, с. 123 (прототип) . (54 ) (57 ) ШИРОКОПОЛОСНОЕ МНОГОСЛОЙНОЕ

ЗЕРКАЛО, содержащее. подложку с расположенным на ней многослойным покрытием из чередующихся слоев с высо" кии я и низким н„ показателями преломления, состоящим из элементарных зеркал, о т л и ч а ю щ е е. .с я . тем, что, с целью увеличения коэффициента отражения в интервале длин волн 3< - ф (y q g,) при фиксированном числе слоев и отношении д /q„, оптические толщины первого, среднего и последнего слоев .в каждом элементарном зеркалесвязаны соотношением 1,0:(1,0-1,15):(1,15 - 1,25), . а средйее зйачейие оптйческой толщины слоя каждого элементарного зерка- ла возрастает по мере увеличения его номера и составляет для первого элементарного зеркала (0,20-0,301 l4 и для последнего (0,20-0,301 3, прй этом количество элементарных зрркал

К выбрано равным

1062636

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а конкретно, к многослойным интерференционным покрытиям и может найти применение в спектральных приборах, квантовых генераторах, астрооптике и. т.п.

Зеркала, являясь одним из наиболее распростраФзнных элементов оптических систем, в значительной мере определяют их основные характеристики.

Известны многослойные диэлектрические зеркала с высоким коэффициентом отражения в различных спектральных диапазонах, содержащих неравнотолщинные слои из двух и более различных веществ (1j .

Интерференционные покрытия, используемые для создания зеркал с ши» рокой областью высокого отражения, состоят иэ большого числа слоев различной оптической толщины.

Нецостаток таких покрытий заключается в наличии провалов в зоне высокого отражения. Кроме того, такие зеркала чувствительны к ошибкам .в толщинах слоев, неизбежных при из готовлении покрытия, что приводит к снижению коэффициента отражения в области высокого отражения.

Известно также широкополосное многослойное зеркало, содержащее подложку с расположенным на ней многослойным покрытием из чередующихся слоев с высоким П и низким показателями преломления, состоящим из элементарных зеркал .(2) . :ущественным недостатком известных зеркал является невозможность получить в заданной спектральной области предельно высокий коэффициент отражения при фиксированном отношении показателей преломления

t»ll/ t»< и числе слоев, т.е. создать ойтимальную с точки зрения оптических свойств конструкцию.

Целью изобретения является увеличение коэффициента отражения в интерВале длин ° волн )» (32 4) при фиксированном числе слоев и отношении й.> /пн.

Укаэайная цель достигается тем, что в широкополосном многослойном зеркале, содержащем подложку с расположенным на ней многослойным. покрытием из чередующихся слоев с высоким l» и низким »»Н показателями преломления, состоящим из элементарных зеркал, оптические толщины первого, среднего и последнего слоев в каждом элементарном зеркале связаны соотношением 1,0 :(1,0—

1,15) : (1,15 - 1,25), а среднее значение оптической толщины слоя каждого элементарного зеркала возрастает по мере увеличения его номера и составляет для первого элементарного зеркала (0,20 - 0,30) 3» и для последнего (0,20 - 0,30) lg при этом количество элементарных зеркал К выбрано равным

6 (%1 Ъ )

5 y, " i(» >).

Ь»»агеева )

"8 "н

На фиг. 1 приведена конструкция предлагаемого широкополосного мно1О гослойного зеркала; на фиг. 2 спектральные зависимости коэффициентов отражения предлагаемого (кривая О) и известного (кривая Ц зеркал.

15 Широкополосное многослойное зеркало состоит из подложки 1, элементарных зеркал 2, 3, ..., К, каждое из которых состоит из чередующихся слоев с ll> и ll„ (слои с высоким

2О показателем преломления 11 заштрихованы) °

Каждая конструкция применима в тех случаях, когда необходимо обеспечить коэффициент отражения зерка25 ла в интервале 0,65-0,99 °

Исходя из рабочей спектральной области зеркала и требований, .предъявляемых к механической, терм»»ческой и химической стойкости покрЫЪ тия, выбирают, например, вначале материалы для слоев. В зависимости от выбранных- веществ задаются значения l» и П„ . По значениям 11 и

В д определяют количество элементарных зеркал К. Далее выбирают количество слоев в зеркале Й по таблице, s которой представлены ориентировочные значения количества слоев в зеркале в зависимости от значений

»» и п, относительной спектральной

4О ширины эоны высокого отражения и требуемого уровня коэффициента отражения в ней.

Далее рассчитывают оптические тол.щины всех слоев зеркала по формуле, 45 полученной в результате анализа монотонного изменения толщины слоев каждого элементарного зеркала и имеющей вид пГЛ i . га(п-)

li =0,25 »(14 — ((— -1)»Sic где N — номер слоя;

55 Й вЂ” полное число слоев в покрытии.

Ограничение на соотношение

1iZ/ A» = 3-4 обусловлено техническими факторами, а именно невозможностью нанесения на одну деталь сколь угодно большого числа слоев иэ-за отслаивания и растрескивания покрытия.

Предлагаемое зеркало позволяет обеспечить более широкую область

65 высокого отражения и средний коэффи1062636

КОличество слоев при уровне коэффициента отра-. жения

Относительная ширина эоны

Ю ЮЮЮЮЮЮЮ

0,60 0,70 0,30 Оу90 0,95

° ю ° Вам

1,5i1,0,2,0-1,45

21 23 + 25

7+9 11+13

15

1 75 1,0

23

33 . 39

5 + 7

7+ 9

7 - 8 11 + 13 15

1,5: 1,0

1 75 s 10

2,3-1,38

11 17 + 19 21 а7 ав

Составитель H. Осташенко

Редактор О.Юрковецкая ТехредМ,Гергель . Корректор М. лароши

Заказ 10214/47 Тираж 511 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий, 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 циент отражения в ней при одном и том же числе слоев в покрытии и значениях показателей преломления слоes по сравнению с известным зеркалом (фиг.. 2).

Кроме того, зеркала предлагаемой конструкции менее чувствительны к ошибкам в оптических параметрах сло.ев, неизбежных в процессе иэготовлейия покрытия.