Dielektrinen peili

Dielektrinen peili on peili, jonka heijastusominaisuudet muodostuvat useiden vuorottelevien ohuiden eri dielektristen materiaalien kerrosten pinnoituksesta . Oikealla materiaalivalinnalla ja kerrospaksuudella on mahdollista luoda optisia pinnoitteita, joilla on haluttu heijastus valitulla aallonpituudella . Dielektriset peilit voivat tuottaa erittäin korkean heijastuskyvyn (ns. superpeilit), jotka heijastavat yli 0,99999 tulevaa valoa [1] . Tällaiset peilit voivat myös tarjota hyvän heijastuksen laajalla aallonpituusalueella, kuten koko näkyvällä spektrillä.

Dielektrisiä peilejä käytetään laajalti erilaisissa optisissa laitteissa. Käyttökohteita ovat laserresonaattorit , ohutkalvosäteenjakajat (osittain heijastavat peilit), interferometrit . Lisäksi samalle alustalle kerrostettua ohutkalvopeiliparia voidaan käyttää spektrisuodattimina esimerkiksi nykyaikaisissa heijastavissa aurinkolaseissa. Peilit kestävät erittäin hyvin voimakkaita optisia säteilyvirtoja, mikä on tärkeää suuritehoisille lasereille, joissa peileihin keskittyy valtava optinen säteilytiheys, mikä johtaa peilikerrosten materiaalin optiseen hajoamiseen (sulamiseen ja ablaatioon ). [2] .

Kuinka se toimii

Dielektrisen peilin toiminta perustuu dielektrisen pinnoitteen kerrosten välisistä rajoista heijastuneiden valonsäteiden häiriöihin . Yksinkertaisimmat dielektriset peilit ovat yksiulotteisia fotonikiteitä , jotka on muodostettu vuorotellen kerroksilla, joilla on korkeampi ja pienempi taitekerroin (katso kaavio), eli ne ovat Bragg-heijastimia . Kerrosten paksuudet valitaan siten, että tapahtuu rakentavaa interferenssiä eli kaikkien rakenteen rajoista heijastuvien säteiden lisäystä. Tätä varten kerrosten paksuudet tehdään sellaisiksi, että optisen polun pituus ( , ks. kuva) kussakin niistä on kerrannainen , missä on kerroksen taitekerroin, on sen geometrinen paksuus, on aallonpituus. Yleensä, mutta ei aina, optisen reitin pituus kaikissa kerroksissa on neljännesaallonpituus. Samaa periaatetta käytetään monikerroksisten heijastuksenestopinnoitteiden luomiseen , joissa kerrosten paksuudet valitaan minimoimaan heijastuksen maksimoimisen sijaan.

Muilla dielektristen peilien malleilla voi olla monimutkaisempi kerrosrakenne, joka yleensä lasketaan numeerisella optimoinnilla . On myös mahdollista säätää heijastuneen valon hajoamista . Dielektristen peilien laskennassa käytetään yleensä matriisialgebramenetelmiä.

Tuotanto

Dielektristen peilien valmistus perustuu erilaisiin ohutkalvopinnoitusmenetelmiin . Yleisimmät menetelmät ovat kemiallinen höyrypinnoitus , fysikaalinen höyrypinnoitus , joka suoritetaan suurtyhjiökammioissa käyttäen tiheitä korkeaenergisiä elektroni- tai ionisuihkuja ( ionipinnoitus ). Kemiallinen saostus tehdään molekyylisuihkuepitaksialla . Pääasialliset kerrosten luomiseen käytetyt materiaalit ovat magnesiumfluoridi , piidioksidi , tantaalipentoksidi , sinkkisulfidi ( n = 2,32) ja titaanidioksidi ( n = 2,4).

Katso myös

• dikroinen suodatin

Muistiinpanot

1. ↑ Garrett D. Cole, Wei Zhang, Bryce J. Bjork, David Follman, Paula Heu. Tehokkaat lähi- ja keski-infrapunakiteiset pinnoitteet (EN) // Optica. – 20.6.2016. - T. 3 , no. 6 . — S. 647–656 . — ISSN 2334-2536 . - doi : 10.1364/OPTIA.3.000647 . Arkistoitu 19. toukokuuta 2021.
2. ↑ Zvelto O. Laserien periaatteet. - 4. painos - Pietari. : Kustantaja "Lan", 2008. - S. 163-166. – 720 s. - ISBN 978-5-8114-0844-3 .