Расчет двухслойного просветляющего покрытия

Определим условия идеального двухслойного просветляющего покрытия:

 

n₂×h₂=n₃×h₃ = l₀ / 4=560/4=140нм,

n ₃ / n₂ = = =1,225

n ₃= * n₂=1,5

Из таблицы пленкообразующих материалов (приложение 1) выберем материал с наиболее близким к расчетному показателю преломления для заданной области спектра.

n ₃ = 1,54 - YF₃ (Фтористый иттрий)

Метод нанесения: ИЭ

Т_исп. = 1136 ⁰ С

Т_подл. = 300 ⁰ С

l₁- l₂= l₁>0.3

Рассчитаем интегральный коэффициент отражения :

_min = = 0,51%

Произведем расчет зависимостей R_1,3 = f(b) и R_1,3 = f(l),подставив значения: n₁ = 1; n₂ = 1,35; n₃ = 1,54; n₄=1,5027 n₂×h₂=n₃×h₃ = l₀ / 4; l₀ = 560 нм.

= -0,148

= -0,065

= -0,0122

= -0,2

где = -0,053

R_1,4 = |r_1,4|² = 0,04, при = 1

На основе полученных данных составим таблицы 2.1 и 2.2 и построим график R_1,4 = f (b) (рис. 2.1) и R_1,4 = f (l) ( рис. 2.2 ).

 

Спектральная зависимость R_1,4 = f (b)

Таблица 2.1

n3h3		/4	/2	3 /4
				3/2	2
cos2		-1		-1
R1,4	0,04	0,005	0,04	0,005	0,04

 

 

b

Т13

Рисунок 2.1

 

Спектральная зависимость R_1,4 = f (l)

 

 

Таблица 1.2

	0,79	0,66	/2	0,49	0,42	0,38
cos2	2,48	2,09	-1	1,54	1,34	1,2
R1,4	0,0268	0,0129	0,0054	0,0051	0,0065	0,0087

 

Рисунок 1.2

Расчет трехслойного просветляющего покрытия.

Для ахроматического покрытия типа

n₂×h₂ = n₄×h₄ = l₀ / 4 = 560\4 = 140нм

n₃×h₃ = l₀ / 2 = 560\2 = 280нм

соотношения показателей преломления слоев должны удовлетворять следующие условия:

 

n ₅<n ₃<n ₄ > n _{2 ,} n ₄ / n₂ =

 

n ₄ / n₂ = = 1,5027

n ₄ = 1,5

 

Из таблицы пленкообразующих материалов (приложение 1) выберем материал с наиболее близким к расчетному показателю преломления для заданной области спектра.

n ₃ = 1,61 - Al₂O₃ (Окись алюминия)

Метод нанесения: ИЭ

Т_исп. = 2030 ⁰ С

Т_подл. = 300 ⁰ С

l₁- l₂= 200 – 7000 нм.

Интегральный коэффициент отражения рассчитывается по формуле Френеля:

_min = = 0,926%

Рассчитаем амплитудные и энергетические коэффициенты отражения системы воздух – слои – подложка:

 

= -0,148

= -0,065

= -0,022

= 0,034

= -0,2

= -0,053

= 0,012

R_1,5= |r_1,5² | = 0,04

 

где - угол сдвига фаз вычисляется по формуле:

 

= ( 2.38)

При l₀ = l ® =

На основе полученных данных составим таблицы 3.1 и 3.2 и построим график R_1,5 = f (b) (рис. 3.1) и R_1,5 = f (l) ( рис. 3.2 ).

 

Спектральная зависимость R_1,5 = f (b)

Таблица 3.1

n4h4		/4	/2	3 /4
				3/2	2
cos2		-1		-1
R1,5	0,04	0,0196	0,04	0,0196	0,04

 

b

Т13

Рисунок 3.1

 

Спектральная зависимость R_1,5 = f (l)

 

 

Таблица 3.2

1	0,79	0,66	/2	0,49	0,42	0,38
cos2	2,48	2,09	-1	1,54	1,34	1,2
R1,5	0,026	0,0159	0,0013	0,00078	0,0036	0,0092

 

Рисунок 3.2

Расчет пятислойного просветляющего покрытия.

 

Вариант соотношения показателей преломления слоев и стекла:

1. n ₄>n ₅=n ₃>n ₆>n ₇ > n ₂

Из таблицы пленкообразующих материалов (приложение 1) выберем материалы с наиболее близким к расчетному показателю преломления для заданной области спектра.

n ₃ = 1,54 - YF₃ (Фтористый иттрий)

Метод нанесения: ИЭ, И

Т_исп. = 1136 ⁰ С

Т_подл. = 300 ⁰ С

l₁- l₂= l₁>0.3

n ₆ = 1,52 - ThF₄ (Фтористый торий)

Метод нанесения: ИЭ

Т_исп. = 1110 ⁰ С

Т_подл. = 300 ⁰ С

l₁- l₂= 250-12000нм

 

Интегральный коэффициент отражения рассчитывается по формуле Френеля:

_min = = 0,8%

Рассчитаем амплитудные и энергетические коэффициенты отражения системы воздух – слои – подложка:

= -0,148

= -0,065

= -0,022

= 0,022

= 0,0065

= 0,0057

= -0,2

= -0,053

= 0,012

= 0,034

= 0,012

R_1,6= |r_1,6² | = 0,04

 

где - угол сдвига фаз вычисляется по формуле:

 

=

 

При l₀ = l ® =

На основе полученных данных составим таблицы 4.1 и 4.2 и построим график R_1,6 = f (b) (рис. 4.1) и R_1,6 = f (l) ( рис. 4.2 ).

 

Спектральная зависимость R_1,6 = f (b)

Таблица 4.1

n4h4		/4	/2	3 /4
				3/2	2
cos2		-1		-1
R1,6	0,04	0,007	0,04	0,007	0,04

 

b

Т13

Рисунок 4.1

 

Спектральная зависимость R_1,6 = f (l)

 

 

Таблица 4.2

1	0,79	0,66	/2	0,49	0,42	0,38
cos2	2,48	2,09	-1	1,54	1,34	1,2
R1,6	0,027	0,013	0,0066	0,0064	0,0075	0,0095

 

Рисунок 4.2