МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ

Кафедра «Инновационные технологии в приборостроении, микро - и оптоэлектронике »

Оптические покрытия

Методические указания к лабораторной работе

Нанесение просветляющих покрытий на оптическую деталь

Специальность 200204

ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ

Москва, 2011 г.

Цель лабораторной работы: изучение процесса нанесения просветляющих покрытий на оптические детали.

В процессе выполнения лабораторной работы студенты должны ознакомиться с методами нанесения просветляющих покрытий на оптические детали, пленкообразующими материалами и их свойствами, изучить технологический процесс нанесения двухслойного просветляющего покрытия.

1. Основные положения. Введение.

Оптические покрытия подразделяются на

- зеркальные;

- светоделительные; - просветляющие; - фильтрующие; - защитные;

- токопроводящие;

- поляризующие;

Просветляющие покрытия используются для уменьшения коэффициента отражения (р) в оптической детали для фиксированной длины волны. Они состоят из тонких пленок различных материалов определенной толщины.

Тонкослойные просветляющие покрытия характеризуются:

• оптическими свойствами;

• химической устойчивостью;

• влагостойкостью;

• термостойкостью;

• механической прочностью.

Ниже будет описана методика нанесения просветляющих покрытий.

1.1 Теоретические сведения.

Основными параметрами конструкции оптических просветляющих покрытий являются:

• оптические толщины слоев nh;

• показатели преломления слоев n_m, n_m-1 и т.д.;

• число слоев m.

Основными параметрами эффективности просветляющих покрытий являются:

• интегральный коэффициент отражения

коэффициент отражения для

• спектральный коэффициент отражения

• ширина зоны просветления

которых составляет 0,5% или 1%;

р абочая длина волны

П росветляющие покрытия делают одно-, двух-, трехслойные и многослойные. Слои покрытия имеют толщины, кратные

Коэффициент отражения р рассчитывается по формуле:

где n₁ и n₂ - показатели преломления двух различных оптических сред.

Простейшее просветляющее покрытие - это однослойная пленка с показателем преломления n₂ (рис.1):

n₁ < n₂ < n₃.

где n₁ - показатель преломления воздуха;

п₃ - показатель преломления подложки.

При нормальном падении света амплитуды отраженных пучков равны по величина при следующих условиях:

, если среда n₁ = 1,0 - воздух, то:

Оптическая разность хода двух волн, отраженных от границ раздела воздух - пленка и пленка - стекло при нормальном падении света:

так как отраженная волна проходит дважды оптическую пленку. Интерферируют волны в противофазе при условии, если:

При увеличении угла падения света увеличивается эффект поляризации, возрастает эффект отражения от поверхности оптической детали и минимум отражения смещается в коротковолновую область спектра.

Д вухслойные просветляющие покрытия применяются для снижения коэффициента отражения для либо для расширения спектральной области минимального отражения. Различают три типа конструкции таких покрытий:

Трехслойные просветляющие покрытия применяются для равномерного уменьшения коэффициента отражения в широкой области спектра (ахроматические покрытия). Три типа конструкций:

Многослойные покрытия включают двух- и трехслойные покрытия как базовые. Эти покрытия позволяют получать коэффициенты отражения, близкие к нулю, обеспечивать световую насыщенность изображения при съемках под различными углами, снизить до 0 блики при сложных условиях кинофотосъемки. 2 типа: