- •Оптические покрытия
- •Методические указания к курсовому проекту на тему: ''Расчет многослойных просветляющих и отражающих покрытий''
- •200.204 (Оптические технологии и материалы)
- •Цель и задачи курсового проекта:
- •Для данной марки оптического материала произвести расчет однослойного, двухслойного и многослойного просветляющего покрытия с минимальным коэффициентом отражения для данной длины волны 0 .
- •Для данной марки оптического материала произвести расчет однослойного, двухслойного, многослойного отражающего покрытия с максимальным коэффициентом отражения для данной длины волны 0 .
- •Устойчивость к влажной атмосфере – а
- •Устойчивость к влажной атмосфере – а Однослойное покрытие: l0/4
- •Р асчет однослойного просветляющего покрытия
- •Метод нанесения: иэ
- •Рассчитаем интегральный коэффициент отражения :
- •Расчет двухслойного просветляющего покрытия.
- •Расчет пятислойного просветляющего покрытия, состоящего из четвертьволновых слоев.
- •Методика расчета отражающих покрытий.
- •Расчет однослойного отражающего покрытия.
- •Расчет двухслойного отражающего покрытия.
- •Пример расчета однослойного отражающего покрытия.
- •Рассчитаем интегральный коэффициент отражения :
- •6. Литература.
Метод нанесения: иэ
Тисп. = 1270 0 С
Тподл. = 300 0 С
1- 2= 210 – 10000 нм.
Рассчитаем интегральный коэффициент отражения :
min
=
;
min
=
=
0,0147 = 14,7 %
Расчет зависимостей R1,3 = f() и R1,3 = f() произведем по формуле (2.9 - 2.12), подставив значения: n1 = 1; n2 = 1,38; n3 = 1,4922; n2h2 =0/2; 0 = 420 нм.
,
( 2.9)
,
( 2.10)
=
При
(
2.11)
R1,3 = |r1,3|2 =0,0389 ( 2.12 )
Энергетический коэффициент пропускания: Т1,3 = 1 – R 1,3 = 0,9611
При
0
=
=
(
2.11)
R1,3 = |r1,3|2 = 0,0147
Энергетический коэффициент пропускания: Т1,3 = 1 – R 1,3 = 0,9853 (2.13 )
На основе полученных данных составим таблицы 3.1 и 3.2 и построим график R1,3 = f () (рис. 3.1) и R1,3 = f () ( рис. 3.2 ).
Спектральная зависимость R1,3 = f ()
Таблица 3.1
n2h2 |
0 |
|
/2 |
3 /4 |
|
|
0 |
|
|
3/2 |
2 |
cos2 |
1 |
-1 |
1 |
-1 |
1 |
R1,3 |
|
0,0147 |
0,0389 |
0,0147 |
0,0389 |
0,9949
Т13
0,94
Рисунок 3.1
Спектральная зависимость R1,3 = f ()
Таблица 3.2
|
340 |
450 |
560 |
874 |
1188 |
1500 |
|
|
|
|
|
|
|
cos2 |
|
|
|
|
|
|
R1,3 |
|
|
|
|
|
|
Рисунок 3.2
Расчет двухслойного просветляющего покрытия.
Рисунок 2.2
n2h2 = n3h3 = 0 / 4 = 105 ( 2.14 )
n
3
/ n2
=
,
( 2.15 )
Из таблицы пленкообразующих материалов (приложение 1) выберем материал с наиболее близким к расчетному показателю преломления для заданной области спектра -
Трехокись вольфрама WO3
1460
>
0,36
n=1,68
Если условие (2.15) не выполняется, то коэффициент отражения min рассчитывается по формуле (2.16):
min
=
(
2.16)
Расчет амплитудных и энергетических коэффициентов отражения системы воздух – слои – подложка производится по следующим формулам (2.1 – 2.4), которые принимают вид:
, ( 2.17)
,
(2.18)
,
(2.19)
При = 0
,
(2.21)
,
(2.20)
R1,4 = |r1,4|2 = 0,0839
Энергетический коэффициент пропускания вычисляется по формуле:
Т1,4 = 1 – R 1,4 = 0,9161 (2.24)
При 0 = =
,
(2.21)
,
(2.20)
R1,4 = |r1,4|2 = 0,0103 (2.22)
Энергетический коэффициент пропускания вычисляется по формуле:
Т1,4 = 1 – R 1,4 = 0,9897 (2.24)
Спектральная зависимость R1,4 = f ()
Таблица 3.1
n2h2 |
0 |
/4 |
/2 |
3 /4 |
|
|
0 |
|
|
3/2 |
2 |
cos2 |
1 |
-1 |
1 |
-1 |
1 |
R1,4 |
0,0839 |
0,0103 |
0,0839 |
0,0103 |
0,0839 |
0,9949
Т13
0,98
Рисунок 3.1
Спектральная зависимость R1,3 = f ()
Таблица 3.2
|
340 |
450 |
560 |
874 |
1188 |
1500 |
|
|
|
|
|
|
|
cos2 |
|
|
|
|
|
|
R1,4 |
|
|
|
|
|
|
Расчет трехслойного ахроматического просветляющего покрытия.
Рисунок 2.3
Для ахроматического покрытия типа n2h2 = n4h4 = 0 / 4, n3h3 = 0 / 2 соотношения показателей преломления слоев должны удовлетворять следующие условия:
n 5 < n 3 < n 4 > n 2 ( 2.25 )
n
3
n
2
( 2.26 )
Из таблицы пленкообразующих материалов (приложение 1) выберем материал с наиболее близким к расчетному показателю преломления для заданной области спектра -
МgО
2800
n=1,7
=
0.25
– 8.5
Интегральный коэффициент отражения рассчитывается по формуле Френеля:
min
=
( 2.27 )
Расчет амплитудных и энергетических коэффициентов отражения системы воздух – слои – подложка производится по следующим формулам (2.1 – 2.4), которые принимают вид:
,
( 2.28 )
,
( 2.29 )
,
( 2.30 )
,
( 2.31 )
При = 0
,
( 2.34 )
,
( 2.33 )
,
( 2.32 )
R1,5= |r1,52 |=0,0389 , ( 2.37 )
Энергетический коэффициент пропускания вычисляется по формуле:
Т1,5 = 1 – R 1,5 =0,9611 ( 2.39 )
При 0 = =
,
( 2.34 )
,
( 2.33 )
,
( 2.32 )
R1,5= |r1,52 |=0,0176 , ( 2.37 )
Энергетический коэффициент пропускания вычисляется по формуле:
Т1,5 = 1 – R 1,5 =0,9824 ( 2.39 )
Спектральная зависимость R1,4 = f ()
Таблица 3.1
n2h2 |
0 |
/4 |
/2 |
3 /4 |
|
|
0 |
|
|
3/2 |
2 |
cos2 |
1 |
-1 |
1 |
-1 |
1 |
R1,5 |
0,0389 |
0,0176 |
0,0389 |
0,0176 |
0,0389 |
0,9949
Т13
0,98
Спектральная зависимость R1,3 = f ()
Таблица 3.2
|
340 |
450 |
560 |
874 |
1188 |
1500 |
|
|
|
|
|
|
|
cos2 |
|
|
|
|
|
|
R1,5 |
|
|
|
|
|
|

/4
0,0389