Способ изготовления интерференционного оптического фильтра

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНТЕРФЕРЕНВДОННОГО ОПТИЧЕСКОГО ФИЛЬТРА путем Нанесения на подложку в вакууме многослойного покрытия и последующей герметизации подложки с покрытием при нормальном атмосферном давлении , отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности положения максимума полосы пропускания г. 0.0003, где ь 7 - смещение длины волны максимума полосы пропускания мокс , до герметизации, подложку с многослойным покрытием выдерживают при нормальном атмосферном давлении с температурой газовой среды

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОб9 1А ЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(1) G 02 В 5/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ макс (Q,ОООЭ макс о

АЯ

УО

4 Х t,сутми

2 Р

Фиг. 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3444097/24-10 (22) 24.05.82 (46) 07.04.85. Бюл. Ф 13 (72) В.Д.Введенский, M.Ä.Ëåâèíà и Н,Б.Страшко (53) 539.233 (088.8) (56) 1. Холленд. Нанесение тонких пленок в вакууме ° 1963, с. 411-417.

2. Фурман Ш.А. Тонкослойные оптические покрытия. Л., "Машиностроение

1977, с. 231-236 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОГО ОПТИЧЕСКОГО ФИЛЬТРА путем нанесения на подложку в вакууме многослойного покрытия и последующей герметизации подложки с покрытием при нормальном атмосферном дав„„SU„„ A лении, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности положения максимума полосы пропускания где Я вЂ” смещение длины волны максимума полосы пропускания макс, до герметизации, подложку с многослойным покрытием выдерживают при нормальном атмосферном давлении с температурой газовой среды (1-5) С, одновременно насыщая ее воздухом с относительной влажностью (95-99)7 в течение 2-3 ч.

1149200

Изобретение относится к техноло" гии нанесения оптических тонкослойных покрытий и может быть использовано при производстве многослойных фильтров, имеющих повышенные требования к сохранению оптических параметров во времени.

Известны способы изготовления интерференционных оптических фильтров (1j, Однако указанные способы не позволяют получать высокую степень стабилизации оптических характеристик, особенно для ультраузкополосных фильтров с полушириной 8ф 203, Наиболее близким к изобретению является способ изготовления интерференционного оптического фильтра, заключающийся в нанесении на ненагретую подложку в вакууме многослойного покрытия и последующей герметизации подложки с покрытием, например, при помощи индиевой проволоки и клея (2).

Недостаток известного способа заключается rr том, что для фильтров на основе сернистого цинка и фтористого магния, а также для конструкций фильтра со средним слоем из вещества с низким показателем преломления изменение характеристик фильт- З0 ров, т.е. старение, начинается уже при впуске в вакуумную камеру воздуха. Старение определяется сорбцией воды пористыми тонкими слоями диэлектрика. Величина сорбции паров 35 воды слоями в данный момент времени не является одинаковой у различных участков покрытия. Это приводит к ,возникновению в фильтре хаотически .1 расположенных локальных зон, зна- 40 чения 9 м „ которых отличаются друг от друга. В дальнейшем уже после герметизации покрытия начинается перераспределение сорбированной воды в покрытии, миграция ее от слоя 45 к слою, что приводит к изменению оптических характеристик фильтра за счет увеличения показателя преломления соответствующего слоя. Кроме того, как правило, покрытия на осно- 50 ве криолита, фтористого магния и других фторидов имеют в своей структуре поры в.вице мелких капилляров, в которые пары воды проникают очень медленно. Перераспределение паров воды 55 при комнатной .температуре заканчивается на 4-5 сут. В ряде случаев, в зависимости от структуры слоев, это процесс может затянуться и на более длительный срок, что при производстве покрытий недопустимо и в ряде случаев может привести к разрушению покрытия.

Целью изобретения является повыше ние стабильности положения максимума полосы пропускания макс — щоооэ макс

7 где 6Ъ вЂ” смещение во времени длины волны максимума полосы пропускания h aq .

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления интерференционного оптического фильтра путем нанесения на подложку в вакууме многослойного покрытия и последующей герметизации подложки с покрытием при нормальном атмосферном давлении, до герметизации, подложку с многослойным покрытием выдерживают при нормальном атмосферном давлении с температурой газовой среды (1-5) С, одновременно насыщая ее воздухом с относительной влажностью (95-99)X в течение 2-3 ч, Исследования показывают, что при о температуре 1-5 С сорбированная покрытием вода проникает в мельчайшие капилх яры уже эа 2-3 ч и в дальнейшем смешение %м „ уже не наблюдается. Причем даже нагрев до 70-80 С не позволяет удалить воду из капилляров.

В таблице приведены данные о зависимости смещения ЬЯ „,- длины волны максимуму полосы пропускания во времени от температуры при обработке фильтров парами воды для 15-слойного фильтра второго порядка на основе сернистого цинка и фтористого магния, приведены в таблице.

Результаты исследования, приведенные в таблице показывают, что температура 1-5 С является оптимальной, о так как увеличение температуры приводит к неопределенному затягиванию процесса проникновения паров воды в покрытие даже, если оно обрабатывается тем же количеством водяного пара. Уменьшение температуры ниже 1 С о нежелательно, так как при 0 С обрао зуется лед, иней.

Из таблицы видно, что при выбранной температуре среды, время старения является минимальным. Затягивание же макс

Через

3 ч, нм маке

Через

5 сут, нм макс

Через

1 ч, нм макс

Через

10 ч, нм 7 маке

Через

4 ч, нм макс

Через сутки, нм

Температура среды нри обработке влажным воздухом (парами воды), С

1-5

8-2

25

20 Комнатные условия (без обработки парами воды) 22

Ттах, %

Заказ 1877/32 ,.„

CHIR .

Тираж 526

3 1 времени старения нежелательно, так как может привести к разрушению покрытий.

Таким образом, обработка фильтров при пониженной температуре парами воды позволяет быстро стабилизироват характеристики фильтров после герметизации.

На фиг. 1 показано смещениеьр„, во времени длины волны максимума полосы пропускания, на фиг. 2 — изменение полуширины полосы пропускания 3 во времени, на фиг. 3 — изменение величины максимального пропускания Tö „ во времени.

На кривых 1, .3 и 5 показано изменение во времени основных оптических характеристикь мав Э H Тма„ соо ветственно герметизированных интерференционных оптических фильтров без предварительной обработки.

При этом за счет перераспределения воды в пористых тонких слоях наблюпается заметное изменение всех

Филиаа ППП "Патевт" ° г. Уагород, ул. Проеатваа, 4

149200 основных характеристик укаэанного фильтра.

На кривых 2, 4 и 6 приведено изменение во времени основных оптичес5 КНх характеристи d3oggq 3 9 и Tì0êñ ь соответственно интерференционных оптических фильтров, предварительно обработанных предлагаемым способом.

При этом хорошо видно, что после

1п герметизации наблюдается стабильность всех оптических характеристик интерференционных фкпьтров.

Использование предлагаемого способа изготовления интерференциоинМх г оптических фильтров обеспечивает следующие преимущества: уменьшается нестабильность во времени оптических характеристик фильтров, снижаются требования к герметизации покрытия, возрастает на порядок срок службы . многослойного покрытия. Снижается приблизительно на ЗОХ брак при производстве фильтров.

2 Ю .4 Ю t,ау и

Фж 7: