- Диэлектрическое зеркало
-
Диэлектри́ческое зе́ркало — зеркало, использующеся в оптических приборах, отражающие свойства которого формируются благодаря покрытию из нескольких чередующися тонких слоев из разных диэлектрических материалов. При надлежащем выборе материалов и толщин слоев можно создать оптические покрытия с требуемым отражением на выбранной длине волны. Диэлектрические зеркала могут обеспечивать очень большие коэффициенты отражения, (так называемые суперзеркала), которые обеспечивают отражение более 0.99999 падающего света . Такие зеркала также могут обеспечить хорошее отражение в широком диапазоне длин волн, например, во всем видимом диапазоне. Диэлектрические зеркала, благодаря развитой технологии, сделавшей их производство относительно недорогим, практически вытеснили в науке и технике зеркала с металлическим покрытием . Примерами использования диэлектрических зеркал являются резонаторы лазеров, тонкопленочные делитель пучка (частично отражающие зеркала), интерферометры. Кроме того, пара тонкопленочных зеркал, напыленные на одной и той же подложке, используются как спектральные фильтры, например в современных отражающих солнечных очках. Зеркала обладают большой оптической стойкостью, что важно для мощных лазеров, у которых на зеркалах сосредотачивается огромная оптическая плотность, которая приводит к оптическому пробою (расплавлению и абляции) материала слоев зеркала
Принцип действия
Действие диэлектрического зеркала основано на интерференции световых лучей, отраженных от границ между слоями диэлектрического покрытия. Простейшие диэлектрические зеркала являются одномерным фотонным кристаллом, образованным чередующимися слоями с большим и меньшим показателем преломления (см. схему), т.е. являются Брэгговским отражателем. Толщины слоев выбираются таким образом, чтобы имела место конструктивная интерференция , т.е сложение, всех отраженных от границ структуры лучей . Для этого оптические толщины слоев (, см.рисунок) выбирают кратными , где n - показатель преломления слоя, d -его геометрическая толщина, - длина волны. Обычно, но не всегда, все слои имеют оптическую длину пути в четверть длины волны. Тот же принцип используется для создания многослойных просветляющих покрытий, в которых толщины слоев выбираются так, чтобы минимизировать, а не максимизировать отражение.
Другие конструкции диэлектрических зеркал могут иметь более сложную структуру слоев, которая рассчитывается обычно методом численной оптимизации. При этом можно также контролировать дисперсию отраженного света. При расчете диэлектрических зеркал обычно используют методы матричной алгебры .
Производство
Производство диэлектрических зеркал основано на различных методах нанесения тонких пленок. Наиболее распространенными являются методы химическое парофазное осаждение физическое парофазное осаждение, которое осуществляется в высоковакуммных камерах с помощю плотных высокоэнергетичных электронных или ионных пучков ионное осаждение. Химическое осаждение осуществляется с помощью молекулярно-лучевой эпитаксии. Основными материалами, используемыми для создания слоев являются фторид магния, двуокись кремния, пентоксид тантала, сульфид цинка (n=2.32), и двуокись титана (n=2.4).
См. также
В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 14 мая 2012.Категория:- Оптические приборы
Wikimedia Foundation. 2010.