Интерференционное просветляющее покрытие
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (505 G 02 В 5/28 1/10
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
Ь ияятмм Етиф. иt 7709 $ т», т ,1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4893822/10 (22) 25.12.90 (46) 15,07.92. Бюл. N 26 (71) Конструкторское бюро точного электронного машиностроения (72) С.Д. Тушина, Г.Ф, Волкова, В.Н. Дроздова и Н.Ф. Дергай (56) Авторское свидетельство СССР
N 1645921, кл. G 02 В 5/28, 1988.
Авторское свидетельство СССР
N 1649485, кл. 6 02 В 5/28, 1989. (54) ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОЕ ПРОСВЕТЛЯЮЩЕЕ ПОКРЫТИЕ
Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для просветления оптических элементов, объективов, осветительных систем, работающих с лазерными источниками одновременно в двух диапазонах спектра— ультрафиолетовом и видимом, Известно просветляющее покрытие, позволяющее получить остаточное отражение
R < 0,8% для д вух длин волнА7 и Х2 в УФ и видимой областях спектра.
Однако конструкция такого покрытия не позволяет получить в УФ области отражеwe R <0,2%.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является покрытие, содержащее три слоя из веществ с низким, высоким и низким показателями преломления и оптическими тол щинами слоев, считая от подложки, равными 0,5, 0,25 4, 0,25 i4.
Такое покрытие позволяет получить на оптических элементах с показателями прелом„„. Ы „„1 748114А1 (57) Использование: просветление оптических элементов в ультрафиолетовой и видимой областях спектра, Сущность изобретения: покрытие предназначено для оптических элементов с йоказателем ïðåломления 1,45 — 1,62 и содержит три слоя: первый и третий, считая от подложки, выполнены из материала с йокакэателем преломления 1,38 и оптической толщиной 0,5
Ao+-0,01ß и 0,25Мо+ 0,01 соответственно, а второй слой выполнен из материала с показателем преломлентия 1,63 и оптической толщиной 0,75LX 0,01, 2 ил: яика
3 ления пв = 1,46 — 1,52 коэффициент остаточного отражения и < 0,1% для любой заданной длины волны в спектральном диапазоне
190 — 400 нм. Однако получить минимальное . отражение R < 0,2% в УФ области спектра и одновременно R < 0,5% в видимой области с помощью такого покрйтия невозможно, так как в видимой области отражение возра.стает до 5 — 7%.
Целью предлагаемого изобретения яв- ® ляется получение остаточного отражения R (0,2% для Х1 в ультрафиолетовой и R <
0,5% для ib в видимой областях спектра.,ф
Указанная цель достигается тем, что просеетпяющее покрытие содержит три )яя слоя из веществ с показателями преломления, считая от подложки, равными и, = 1,38
1 0,01; пв = 1,63 «+ 0,01 и пн = 1,38+ 0,01, H оптическими толщйнами первого и третьего
"слоев, равными О,Я + 0,01 и 0,25 о+0,01ilo, причем второй слой имеет оптическую толщину 0,75@a 0,01Л. Отношение
1748114 длин волн k u Лг определяется следующей зависимостью 1,2 у- 2. 2
На фиг. 1 приведена конструкция покрытия; на фиг, 2 — спектральные кривые отраженйя для различных марок стекла .
На подложку 1 (фиг. 1) иэ стекла с показателем преломления ri, = 1,46 — 1,62 нанесены три слоя 2 — 4 . Первый слой 2, прилегающий к подложке, имеет показатель преломления пн = 1,38+ 0,01 и оптическую толщину Оф + 0,01 ; второй слой 3 имеет показатель преломления п - 1,63+ 0,01 и оптическую толщину 0,754, 0,01@, а третий слой 4, граничащий с воздухом, имеет показатель преломления п = 1,38+ 0,01 и оптическую толщину 0,25 i4+ 0,01М .
Интерференционное просветляющее покрытие работает следующим образом
Луч 5 падает на подложку 1 в точке А1, проходя последовательно три слоя 2 — 4, частйчно йреломляется,и частично отражаются лучи 5, 5 и 5 ", 5 йа границах слоев и выходит из системы луч 6. Толщины слоев, показатель их преломления выбраны таким образом, что в результате интерференции лучей 5, 5", 6 ",! йнтейсивйосгь-отраженного луча близка к нулю для заданной длины волны k, в УФ области спектра.
Расчет конструкции просветляющего покрытия производился на 3ВМ с помощью специально разработанной программы с применением математического аппарата, с — " -угретой дисперсии показателей преломления применяемых материалов.
Пример . Реализацйя покрытия осуществлялась вакуумным напылением на установке A700Q фирмы "Le)bold Heraeus", оборудованной системой безмасляной откачки типа Turbovac 1500 прецизионным фотометрическим контролем ОМ-200 в комплекте с расширителем диапазона работы (дейтериевая лампа, фотоумножйтель и комплект интерференционных фйльтров для
УФ-области спектра).
Контроль оптической толщины слоев в процессе напыления производился по контрольному образцу с помощью OM-2000 регистрацией измерения величины отраженного сигнала. Контрольный образец представляет собой плоскопараллельную пластину, полированную с одной стороны, диаметром 42 мм, толщиной 2 мм иэ стекла К8 с показателем преломления 1,52. Все три диэлектрических слоя наносилйсь на подогретую до 350 С поДложку эа один цикл испарения, причем толщина первого слоя составляла ОЛЙ0+
0.01, второго 0,754+ 0,01 и третьего
0,25Ж+ 0.01Мд, где 4 =330 нм, В качестве испэрителя использовался
ESV-6 мощностью 6 кВт с двумя четырехпозиционными тиглями, Каждый из трех слоев контролировался по своему контрольному
5 образцу "Свидетелю". Для первого и третьего слоев в качестве материала с показателем преломления 1,38+ 0,01 использовался фтористый магний М9Рг, который испарялСя электронным лучом, расфокусированным
10 по размерам ячейки тигля, Ток эмиссии 20—
50 мА, скорость напыления 4 — 5 A/с. Для второго слоя с показателем преломления
1,63 2 0,01 использовали А!гОз, который испарялся электронным лучом, ток эмиссии
15 4 00 мА. После нанесения слоев с оптическими толщинами 0,5i4)+ 0,014, 0,753о+ 0,01 i u
0,25 + 0,01А детали охлаждались в камере до комнатной температуры, зэтеми проводились измерения спектральных
20 характеристик на спектрофотометре "Perkin
Elmer" с приставкой на отражение.
При внедрении предлагаемого покрытия в серийном производстве были иэготов25 лены и исследованы покрытия нэ оптических элементах с показателями преломления 1,46, 1,52 для Л = 337 и 600 нм.
На фиг. 2 приведены кривые спектрального отражения, полученные эксперимен30 тальным путем на стеклах с показателями преломления п = 1,46 (кривая 1}, и = 1,52 (кривэя 2), Измерение коэффициента отражения проводились на спектрофотометре "Perkin
35 Elmer".
Приведенные на фиг, 2 спектральные кривые показывают, что предлагаемое простветляющее покрытие для заданных длин волн А и Аг позволяет получить коэффициен40 ты отражения R<< 0,2% и R < 0,5% для различных марок стекла в диапазоне 1,46...1,52.
По результатам измерений коэффици ентов отражения просветляющих покрытий на разных стеклах установлено:
45 — остаточный коэффициент отражения для любой пары длин волн 4 и ib в диапазоне спектра 290 — 600 нм не превышает
0,2% в УФ и 0 5% в видимой областях спектра;
50 — покрытие устойчиво во второсодержащей среде и может быть использовано в резонаторах зксимерных лазеррв; — покрытие технологично, носит универсальный характер и может быть использовэ55 но в серийном производстве при просветлении оптических систем, работающих с лазерными источниками на А = 193 нм, А = 248 нм, il= 308 нм и системами фокусировки s видимой области спектра.
1.748114
Формула изобретения
Интерференционное просветляющее покрытие. для оптических элементов с показателем преломления 1,45 — 1,62, содержа- 5 щее три слоя, первый и третий из которых, считая от подложки, выполнены из материала с показателем преломления 1,38 0,01 и с оптической толщиной 0,5ЯО+ 0,01@ и:
0,35А 0,01ß соответственно, а второй слой выполнен из материала с показателем преломления 1,63 «+ 0,01, о т л и ч à ю щ е е с я тем, что, с целью получеййя остаточного отражения не более 0,2 для Й и не более
0.53 для Й при 1,2 и М2 второй слой выполнен с оптической толщиной 0,75 4+
О,ОМр °
1748114
4.О 1 МИ
3ОО 338 . 378 434 452 498 528 568 8О4 842 880
Фиг.2
Составитель С.Тушина
Техред М.Моргентал
Корректор С.Юско
Редактор С.Лисина
Производственно-издательский комбинат "патент", г. УжгорОд, ул, Гагарина, 101
Заказ 2504 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5
