LT6657B - Non-polarizing beam splitter and its forming method - Google Patents
Non-polarizing beam splitter and its forming method Download PDFInfo
- Publication number
- LT6657B LT6657B LT2018505A LT2018505A LT6657B LT 6657 B LT6657 B LT 6657B LT 2018505 A LT2018505 A LT 2018505A LT 2018505 A LT2018505 A LT 2018505A LT 6657 B LT6657 B LT 6657B
- Authority
- LT
- Lithuania
- Prior art keywords
- layer
- dielectric
- substrate
- divider
- coating
- Prior art date
Links
Landscapes
- Polarising Elements (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
Description
Technikos sritisTechnical field
Išradimas priklauso optinėms priemonėms, veikiančioms šviesos atspindžio principu ir yra susijęs su nepoliarizuojančiais šviesos pluošto dalikliais.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to optical means for reflecting light and relates to non-polarizing light beam dividers.
Technikos lygisState of the art
Nepoliarizuojančiuose šviesos pluošto dalikliuose yra naudojamos nepoliarizuojančios daugiasluoksnės dangos, kurios yra suformuotos iš plonų medžiagų sluoksnių, kurių storis kinta nuo dalies nanometro (pvz. vieną atominį sluoksnį turinčios dangos) iki keleto ar keliasdešimties mikrometrų. Daugiasluoksnės dangos arba pavieniai jų sluoksniai plačiai taikomi aukštųjų technologijų srityje. Kontroliuojama medžiagų sintezė kuriant tokias dangas (procesas, kuris toliau bus vadinamas nusodinimu) yra fundamentalus žingsnis daugelyje pritaikymų. Per XX-ą amžių pažanga nusodinimo iš garų fazės technikoje pastūmėjo daugybę technologinių lūžių įvairiose srityse, tokiose kaip: magnetinės laikmenos, elektroninių puslaidininkių įrangos, šviesos diodai, optinės dangos (tokios, kaip aukštą atspindį turinčios dangos), taip pat energijos generavimui (pvz., plonasluoksnių dangų saulės celės) ir kaupimui (pvz., plonasluoksnių dangų baterijos). Tai tik keletas pritaikymo pavyzdžių, kurių kasmet vis daugėja.Non-polarizing fiber-optic dividers use non-polarizing multilayer coatings consisting of thin layers of material varying in thickness from a fraction of a nanometer (e.g., one atomic layer) to several or several tens of micrometers. Multilayer coatings or single layers thereof are widely used in the high technology field. Controlled synthesis of materials to create such coatings (a process referred to as deposition) is a fundamental step in many applications. During the 20th century, advances in vapor deposition techniques have led to many technological breakthroughs in various fields such as magnetic media, electronic semiconductor equipment, light emitting diodes, optical coatings (such as high reflection coatings), and energy generation (e.g. , such as thin-film solar cells) and storage (e.g., thin-film coating batteries). These are just a few examples of applications that are growing in number each year.
Optinių komponentų gamyboje paplito paviršių funkcionalizavimo būdas panaudojant įvairių medžiagų plonus sluoksnius tam, kad pasikeistų fizinės arba optinės komponento savybės. Tipiniai tokių dangų taikymo pavyzdžiai galėtų būti optiškai praskaidrinančio sluoksnio padengimas, kurio tikslas yra sumažinti atspindžio koeficientą. Įvairūs filtrai, veidrodžiai (pvz., iš dalies pralaidos veidrodžiai), poliarizatoriai arba nepoliarizuojančios dangos taip pat yra minėtųjų dangų naudojimo pavyzdžiai. Visi paminėti optiniai komponentai naudoja plonasluoksnes dangas, siekiant valdyti šviesos spektrines, poliarizacines, kampines, erdvines ar kitas savybes.In the manufacture of optical components, the functionalization of surfaces using thin layers of various materials to alter the physical or optical properties of a component has become widespread. Typical examples of such coatings could be the application of an optically brightening layer to reduce the reflectivity. Various filters, mirrors (such as semi-permeable mirrors), polarizers or non-polar coatings are also examples of the use of these coatings. All of the optical components mentioned use thin-film coatings to control the spectral, polarization, angular, spatial or other characteristics of the light.
Fotonikos pramonėje paplitusios kelios pagrindinės technologijos, naudojamos plonasluoksnių dangų gamyboje. Paprasčiausias yra fizinis garų nusodinimas, kuriame medžiaga yra išgarinama ją tiesiogiai kaitinant didelės elektrinės varžos tigliuose. Vakuumo aplinkoje išgarintos dalelės nusėda ant priešais esančių optinių komponentų, ant kurių formuojama plonasluoksnė optinė danga. Šiek tiek sudėtingesnės technologijos apima taikinio medžiagos kaitinimą įgreitintų elektronų pluoštu arba bombardavimą jonų pluoštu. Taip pat besiformuojanti danga papildomai gali būti sutankinama į ja nukreiptais įgreitintais masyviais jonais arba neutralių dalelių pluoštais siekiant, kad danga susidarytų tankesnė ir mechaniškai atsparesnė.In the photonics industry, several key technologies used in thin-film coatings are prevalent. The simplest is physical vapor deposition, in which the material is evaporated by direct heating in high-resistivity crucibles. In a vacuum environment, the evaporated particles are deposited on opposite optical components, which form a thin-film optical coating. Slightly more sophisticated technologies include heating the target material with accelerated electron beam or ion beam bombardment. Alternatively, the resulting coating may be further compacted with accelerated bulk ions or neutral particle fibers directed at it to provide a denser and more mechanically resistant coating.
US patente Nr.654178 B1, paskelbtame 2003-11-23 yra aprašytas nepoliarizuojantis šviesos pluošto daliklis, apimantis dvi stiklo prizmes, ant vienos iš jų suformuota nepoliarizuojanti dangą, po to prizmės suklijuotos. Šiame patente aprašytas gaminimo būdas leidžia nepoliarizuojantį pluošto daliklį padaryti naudojant keturias skirtingas medžiagas. Šios medžiagos naudojamos skirtingoms sluoksnių grupėms sukurti. Iš šių sluoksnių grupių yra sukuriama nepoliarizuojančio daliklio danga. Žinomo daliklio trūkumas yra tai, kad danga yra iš daug sluoksnių, o dėl to yra sudėtingesnė medžiagų paieška ir derinimas tarpusavyje, tuo pačiu sudėtingesnė daliklio konstrukcija ir gamyba.U.S. Patent No. 654178 B1, issued November 23, 2003, describes a non-polarizing light beam divider comprising two glass prisms, one of which is formed with a non-polarizing coating, and then the prisms are glued together. The manufacturing method described in this patent allows the making of a non-polarizing fiber divider using four different materials. These materials are used to create different groups of layers. These groups of layers are used to form a non-polarizing divider coating. The disadvantage of the known divider is that the coating is made up of many layers, which results in a more complex search and matching of materials, and thus a more complicated design and manufacture of the divider.
US patente Nr.5808798, paskelbtame 1998-09-15 aprašytas būdas kaip gauti nepoliarizuojantį pluošto daliklį panaudojus pagrindui dvejopo lūžio rodiklio kristalus. Taip pat išradimo aprašyme nurodo ir polimerų panaudojimą dvejopo lūžio rodiklio medžiagai gauti kaip alternatyva kristalams. Šiuo būdu pagamintas nepoliarizuojantis pluošto daliklis gali būti naudojamas nuo 300nm iki 700nm pločio bangų intervale, priklausomai nuo kampo. Daliklis turi platų derinimo kampą nuo 30° iki 60° laipsnių. Žinomo daliklio trūkumas yra siauras bangų intervalas, kuriame gali dirbti daliklis.U.S. Patent No. 5,887,898, issued September 15, 1998, describes a method for obtaining a non-polarizing fiber divider using dual refractive index crystals. The use of polymers to obtain a dual refractive index material as an alternative to crystals is also disclosed in the disclosure. The non-polarizing beam splitter produced in this way can be used in a wavelength range of 300nm to 700nm depending on the angle. The divider has a wide adjustment angle from 30 ° to 60 °. The drawback of the known divider is the narrow range of waves in which the divider can operate.
US patente Nr.7652823 B2, paskelbtame 2010-01-23 aprašytas nepoliarizuojantis pluošto daliklis, apimantis pirmąją stačiakampę prizmę, vieną ar daugiau dielektrinio pagrindo sluoksnių, kurie suformuoti ant pirmos stačiakampės prizmės nuožulnios plokštumos, ant minėtų vieno ar daugiau išorinio dielektrinio pagrindo sluoksnio suformuotas metalo sluoksnis iš aukso, kurio storis nuo 13 iki 35 nm ant kurio suformuoti vienas ar daugiau apsauginių dielektrinių sluoksnių, o antra stačiakampė prizmė priklijuota prie išorinio apsauginio dielektrinio sluoksnio. Pluošto daliklis veikia 640-820 nm diapozone. Tam, kad patikimiau apsaugoti aukso dangą nuo mechaninio poveikio suformuota mažiausiai 7 sluoksnių papildoma apsauginė danga iš skaidrių dielektrinių sluoksnių. Suformuoto pluošto daliklio skirtumas tarp S ir P poliarizacijoms tiek atspindžiui tiek pralaidumui skiriasi ne daugiau kaip 10%.U.S. Patent No. 7652823 B2, published January 23, 2010, describes a non-polarizing fiber splitter comprising a first rectangular prism, one or more layers of a dielectric substrate formed on a sloping plane of a first rectangular prism, formed on said one or more outer dielectric substrate layers. a layer of gold having a thickness of 13 to 35 nm on which one or more protective dielectric layers are formed and a second rectangular prism adhered to the outer protective dielectric layer. The fiber divider operates in the 640-820 nm range. To protect the gold plating more reliably against mechanical stress, an additional 7 layer overlay of transparent dielectric layers is formed. The difference of the formed fiber divider between S and P for polarization for both reflectivity and transmittance does not differ by more than 10%.
Žinomo daliklio trūkumas yra tai, kad metalo sluoksniui formuoti naudojamas brangus metalas auksas, be to šio sluoksnio apsaugai reikia suformuoti keletą sluoksnių, dėl to šio daliklio gamyba yra sudėtinga ir brangi.The disadvantage of the known divider is that expensive metal gold is used to form the metal layer, and several layers are required to protect this layer, which makes the production of this divider complicated and expensive.
US patento paraiškoje Nr.US2012/0212830 A1 paskelbtame 2012-08-23 aprašytas nepoliarizuojantis pluošto daliklis, apimantis bent vieną pagrindą ant kurio suformuota dalinai atspindinti danga, sudaryta iš keletos sluoksnių. Minėtų sluoksnių seka apima bent vieną metalo sluoksnį, bent du pirmus atspindinčio sluoksnius, suformuotus iš dielektrinės medžiagos vieną su aukštu atspindžio koeficientu, o kitą su vidutinio atspindžio koeficientu ir bent du antrus atspindindžio sluoksnius, suformuotus iš dielektrinės medžiagos vieną su žemo atspindžio koeficientu, o kitas su vidutinio atspindžio koeficientu. Bent vienas pirmas atspindintis sluoksnis ir bent vienas antras atspindintis sluoksnis yra florido ir oksido sluoksniai, o metalo sluoksniui naudojamas Aliuminis, kurio storis 1-30nm. Pagamintas nepoliarizuojantis daliklis naudojamas 175-1300nm ilgio bangų intervale.U.S. Patent Application No. US2012 / 0212830 A1, published August 23, 2012, describes a non-polarizing fiber divider comprising at least one substrate on which a partially reflective coating consisting of several layers is formed. The sequence of said layers comprises at least one metal layer, at least two first reflective layers, one with a high reflection coefficient and another with a medium reflection coefficient, and at least two second reflective layers, one with a low reflection coefficient and the other with average reflectivity. At least one first reflective layer and at least one second reflective layer are fluoride and oxide layers, and the metal layer is Aluminum with a thickness of 1-30 nm. The manufactured non-polarizing divider is used in the wavelength range 175-1300nm.
Žinomo daliklio trūkumas yra siauras bangų intervalas, kuriame gali dirbti daliklis. Be to, danga yra iš daug sluoksnių, o dėl to yra sudėtingesnė medžiagų paieška ir derinimas tarpusavyje, tuo pačiu sudėtingesnė ir brangesnė daliklio konstrukcija ir jo gamyba. Aliuminis, naudojamas kaip Metalo sluoksnis yra aliuminis kuris greit degraduoja, o dėl to mažėja daliklio tarnavimo laikas ir jo patikimumas.The drawback of the known divider is the narrow range of waves in which the divider can operate. In addition, the coating is made up of many layers, which makes it more difficult to find and match materials, while also making the divider design and manufacture more complicated and expensive. Aluminum used as a metal layer is aluminum that degrades rapidly, which reduces the life of the divider and reduces its reliability.
Sprendžiama techninė problemaResolving a technical issue
Išradimu siekiama praplėsti šviesos pluošto daliklio panaudojimo sritį, praplečiant bangų intervalą ir derinimo kampų diapazoną, kuriame gali dirbti pasiūlytas pluošto daliklis. Taip pat supaprastinti daliklio konstrukciją ir gamybą, padidinti tarnavimo laiką ir patikimumą.It is an object of the present invention to extend the field of application of the light beam divider by extending the wavelength range and the range of tuning angles within which the proposed fiber divider can operate. It also simplifies the design and manufacture of the divider, increasing its service life and reliability.
Išradimo sprendimo esmėThe essence of the solution of the invention
Išradimo sprendimo esmė pagal pasiūlytą išradimą yra ta, kad nepoliarizuojančiame šviesos pluošto daliklyje, apimančiame pirmą ir antrą padėklus, tarp kurių suformuota ir su jais sujungta iš dalies atspindinti sluoksniuota nepoliarizuojanti danga, turinti bent vieną dielektrinio sluoksnio pagrindą, bent vieną metalo sluoksnį ir bent vieną apsauginį dielektriko sluoksnį, metalo sluoksnis yra vario sluoksnisSUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a non-polarizing light beam divider comprising first and second substrates between and formed a partially reflective non-polarized layered coating having at least one dielectric backing, at least one metal layer and at least one protective layer dielectric layer, the metal layer is copper layer
Nepoliarizuojanti danga sudaryta iš trijų sluoksnių, kur ant pirmo padėklo suformuotas dielektrinio sluoksnio pagrindas ant dielektrinio sluoksnio pagrindo suformuotas vario sluoksnis, o ant vario sluoksnio suformuotas apsauginis dielektriko sluoksnis, sujungtas su antru padėklu.The non-polarizing coating consists of three layers, wherein a dielectric layer is formed on the first substrate by a copper layer on a dielectric substrate and a protective layer on the copper layer by a second substrate.
Vario sluoksnio storis yra ribose 1-35nm.The thickness of the copper layer is in the range 1-35nm.
Dielektrinio sluoksnio pagrindas ir apsauginis dielektriko sluoksnis gali būti iš metalo oksido arba metalo nitrido arba metalo fluorido.The base of the dielectric layer and the protective layer of the dielectric may be of metal oxide or metal nitride or metal fluoride.
Dielektriko sluoksniai gali būti iš hafnio oksido arba aliuminio oksido, arba titano oksido, arba skandžio oksido, arba niobio oksido, arba magnio fluorido, arba lantano fluorido arba aliuminio nitrido arba bet kurios kitos dielektrinės medžiagos ar jų mišinių.The dielectric layers may be comprised of hafnium oxide or alumina, or titanium oxide, or scandium oxide, or niobium oxide, or magnesium fluoride, or lanthanum fluoride, or aluminum nitride, or any other dielectric material, or mixtures thereof.
Dielektrinio sluoksnio pagrindas ir apsauginis dielektriko sluoksnis yra vienodų arba skirtingų storių ribose nuo 1nm iki 1000nm.The base of the dielectric layer and the protective layer of the dielectric are in the same or different thicknesses from 1nm to 1000nm.
Daliklis yra sukonstruotas, pasirenkant minėtos nepoliarizuojančios dangos sluoksnių (3), (4), (5) medžiagą ir jų storį taip, kad minėtos dangos atspindys arba pralaidumas yra ribose nuo 5% iki 95% bangos ilgiui, pasirinktam iš bangų ilgių diapazono nuo 500 iki 3000 nm, tarp atspindėto ir praleisto šviesos pluošto S ir P poliarizacijų skirtumas mažesnis negu 5% bent vienam pasirinktam bangos ilgiui iš minėto bangų ilgių diapazono, o suformuotos dangos nuostoliai neviršija 10%.The divider is constructed by selecting the material and thickness of the layers (3), (4), (5) of said non-polarizing coating so that the reflection or transmission of said coating is in the range of 5% to 95% of a wavelength selected from the wavelength range 500 up to 3000 nm, the difference between S and P polarization of the reflected and transmitted light beams is less than 5% for at least one selected wavelength within the said wavelength range and the loss of the formed coating does not exceed 10%.
Antras padėklas prie apsauginio dielektriko sluoksnio yra priklijuotas.The second substrate is glued to the protective dielectric layer.
Pirmas padėklas ir antras padėklas yra stačiakampės prizmės pavidalo, o tarp prizmių nuožulniųjų plokštumų suformuota ir su jomis sujungta sluoksniuota nepoliarizuojanti danga, sudarant kubo pavidalo išorinę daliklio formą.The first tray and the second tray are in the form of a rectangular prism and a layered non-polarizing coating is formed between and connected to the sloping planes of the prisms to form a cube-shaped outer divider.
Šoniniai prizmės paviršiai yra praskaidrinti bent vienam pasirinktam bangos ilgiui iš minėto bangų ilgių diapazono.The lateral surfaces of the prism are opaque to at least one selected wavelength from said wavelength range.
Pirmas ir antras padėklai pagaminti iš skaidrios medžiagos, pasirinktos iš tokių medžiagų kaip kvarco stiklas ir/arba CaF2 ir/arba Mg.F2 .The first and second trays are made of a transparent material selected from materials such as quartz glass and / or CaF2 and / or Mg.F2.
Būde nepoliarizuojančiam pluošto dalikliui formuoti, suformuojant sluoksniuotą nepoliarizuojančią dangą, apimančiame šiuos etapus: parūpina pirmą padėklą, ant pirmo padėklo suformuoja bent vieną dielektrinio sluoksnio pagrindą, ant išorinio dielektrinio sluoksnio pagrindo suformuoja bent vieną metalo sluoksnį, ant išorinio metalo sluoksnio suformuoja bent vieną apsauginį dielektriko sluoksnį, išorinį apsauginį dielektriko sluoksnį sujungia su antru padėklu, minėtas metalo sluoksnis yra varis.A method of forming a non-polarizing fiber divider by forming a layered non-polarizing coating comprising the steps of: providing a first substrate; , joining the outer protective layer of the dielectric to the second substrate, said metal layer being copper.
Minėtos nepoliarizuojančios dangos sluoksnius nuosekliai formuoja vakuuminėje kameroje veikiant atitinkamo sluoksnio medžiagos taikinį taip, kad taikinio medžiaga generuoja daleles, kurias nusodina suformuojant ploną sluoksnį atitinkamai ant pirmo padėklo arba ant prieš tai suformuoto atitinkamo dangos sluoksnio.Said non-polarizing layers are sequentially formed in a vacuum chamber by the action of a target layer material so that the target material generates particles which are deposited by forming a thin layer on the first substrate or on the respective pre-formed coating layer, respectively.
Formuojamo sluoksnio medžiagos daleles generuoja garinimo būdu, kaitinant taikinio medžiagą rezistyviniame garintuve.The forming layer material generates particles by evaporation by heating the target material in a resistive evaporator.
Formuojamo sluoksnio medžiagos daleles generuoja garinimo būdu, bombarduojant taikinio medžiagą elektronais.The forming layer material generates particles by evaporation by bombarding the target material with electrons.
Formuojamo sluoksnio medžiagos daleles generuoja magnetroninio dulkinimo būdu.The particles of the forming layer are generated by magnetron sputtering.
Išradimo naudingumasUtility of the invention
Pasiūlytas išradimas leidžia praplėsti šviesos pluošto daliklio panaudojimo sritį, kadangi pluošto daliklis pagal siūlomą išradimą gali dirbti platesniame bangų intervale nuo 500 iki 3000 nm bei didesniame derinimo kampų diapazone nuo 35° iki 55°. Daliklyje tarp atspindėto ir praleisto šviesos pluošto S ir P poliarizacijų skirtumas yra mažesnis negu 5% bent vienam pasirinktam bangos ilgiui iš minėto bangos ilgių diapazono.The present invention extends the field of application of the light beam divider since the beam divider according to the present invention can operate in a wider wavelength range of 500 to 3000 nm and in a larger tuning angle range of 35 ° to 55 °. In the divider, the difference between the polarizations S and P of the reflected and transmitted light beam is less than 5% for at least one selected wavelength from said wavelength range.
Be to, daliklio suformuotoje dangoje naudojamas metalo sluoksnis yra varis, kuris lėčiau degraduoja bei nėra brangus. Pluošto daliklio danga gali būti sudaryta tik iš trijų sluoksnių, kuriuos sudaro tik dvi skirtingos medžiagos ir dėl to palengvėja medžiagų paieška ir jų tarpusavio derinimas, o tuo pačiu supaprastėja ir atpinga pluošto daliklio konstrukcija ir jo gamyba, padidėjo jo tarnavimo laikas ir patikimumas.In addition, the metal layer used in the divider coating is copper, which degrades more slowly and is not expensive. The fiber divider coating can consist of only three layers of only two different materials, which facilitates the search and matching of materials, thereby simplifying and understanding the construction and production of the fiber divider, increasing its service life and reliability.
Pagal pasiūlytą išradimą nepoliarizuojantis spektro daliklis šviesos pluoštą dalija j dvi dalis (atspindėtą ir praėjusį). Atspindėto ir praėjusio pluošto s ir p poliarizacija nekinta, arba skirtumas tarp šių poliarizacijų išlieka mažesnis negu 5 %. Suformuotos dangos optinės charakteristikos priklauso nuo formuojamų metalinio ir dielektrinių sluoksnių storių bei pasirinktų medžiagų, todėl dangos atspindys arba pralaidumas gali siekti nuo 5 % iki 95% bent vienam pasirinktam bangos ilgių ruožui 500-3000 nm diapazone. Suformuotos dangos nuostoliai dėl sklaidos ir sugerties neviršija 10 %. Šiam išradimui įgyvendinti pakanka panaudoti dvi medžiagos metaląvarį ir dielektriką.According to the present invention, the non-polarizing spectrum divider divides the light beam into two parts (reflected and past). The polarization of s and p of the reflected and past beams remains constant, or the difference between these polarizations remains less than 5%. The optical properties of the formed coating depend on the thickness of the metallic and dielectric layers being formed and the materials selected, resulting in a coating reflection or transmission of between 5% and 95% for at least one selected wavelength range within the range 500-3000 nm. The loss of formation and absorption due to the formed coating shall not exceed 10%. For the purpose of the present invention, it is sufficient to use two materials, metal brass and dielectric.
Išradimas detaliau paaiškinamas brėžiniais, kurThe invention is explained in more detail in the drawings, wherein
Fig.1 pavaizduota nepoliarizuojančio šviesos pluošto daliklio principinė schema.Fig. 1 is a schematic diagram of a non-polarizing light beam divider.
Fig.2 pavaizduota plonasluoksnių dangų garinimo įrangos principinė schema.Fig. 2 is a schematic diagram of a thin-film coating equipment.
Išradimo realizavimo aprašymasDescription of the practice of the invention
Pasiūlytas nepoliarizuojantis šviesos daliklis apima pirmą padėklą 1 ir antrą padėklą 2. Padėklai 1 ir 2 pasirinktinai gali būti plokšti ar kitokios konfigūracijos. Fig.1 pavaizduoti padėklai yra iš skaidrios medžiagos stačiakampių prizmių 1 ir 2 pavidalo. Tarp prizmių 1 ir 2 nuožulniųjų plokštumų suformuota danga, kuri sudaryta iš sluoksnių (3, 4, 5). Sluoksnis 4 yra vario sluoksnis, o sluoksniai 3, 5 yra dielektriko sluoksniai iš metalo oksido arba metalo nitrido arba metalo fluorido. Ant skaidrios prizmės 1 nuožulnios plokštumos yra suformuotas kaip pagrindas dielektriko sluoksnis 3 ant kurio suformuotas vario sluoksnis 4, o ant vario sluoksnio suformuotas apsauginis dielektriko sluoksnis 5, kuris klijais (6) priklijuotas prie antros skaidrios prizmės (2) nuožulnios plokštumos, gaunant daliklio išorinį kubo pavidalą . Pasiūlytas daliklis yra skirta efektyviai dalinti j jį krintantį šviesos pluoštą tam tikru pralaidumo ir atspindžio santykiu, bent vienam pasirinktam bangos ilgių ruožui ir kampui, nekeičiant S ir P poliarizacijos santykių. Tinkamiausiu atveju suformuotas daliklis atspindimą pluošto dalį nukreipia 90 laipsnių kampu kritusios šviesos atžvilgiu. Medžiagos skirtos suformuoti dangos sluoksnius 3, 4, 5 gali būti garinamos iš dviejų skirtingų garinimo šaltinių, naudojant dvi skirtingas medžiagas (gryna metalą varį (4) ir dielektriką, tokį kaip metalo oksidą, nitridą ar fluoridą (3,5).The proposed non-polarizing light splitter comprises a first tray 1 and a second tray 2. Trays 1 and 2 may optionally be flat or other configurations. The pallets depicted in Fig. 1 are of transparent material in the form of rectangular prisms 1 and 2. Between the sloping planes 1 and 2 of the prisms, a coating is formed which consists of layers (3, 4, 5). Layer 4 is a copper layer and layers 3, 5 are dielectric layers of metal oxide or metal nitride or metal fluoride. On the sloping plane of the transparent prism 1 is formed a base dielectric layer 3 on which a copper layer 4 is formed, and on the copper layer a protective dielectric layer 5 is formed which is glued (6) to the sloping plane of the second transparent prism (2). form. The proposed divisor is designed to efficiently divide the incident beam of light into a given transmittance and reflectance ratio, for at least one selected wavelength range and angle, without changing the S and P polarization ratios. Preferably, the formed divider deflects the reflected portion of the beam by 90 degrees to the incident light. The materials for forming the coating layers 3, 4, 5 can be evaporated from two different evaporation sources using two different materials (pure metal copper (4) and a dielectric such as metal oxide, nitride or fluoride (3,5).
Tinkamiausių pasiūlyto daliklio formavimo būdas apima šiuos etapus: vakuuminėje kameroje įtaisomas bent vienas padėklas 1, ant kurio bus formuojami dangos sluoksniai (3, 4, 5). Padėklai 1 ir 2, neapsiriboja jų forma, kiekiu ar medžiaga. Fig. 1 pavaizduoti padėklai 1 ir 2 yra iš skaidrios medžiagos pasirinktos iš tokių medžiagų kaip kvarco stiklas ir/arba CaF2 ir/arba Mg.F2. Padėklai gali būti tvirtinami ant tam skirto laikiklio 7, kuris gali būti pritaikytas daugelio padėklų tvirtinimui ir sukimui. Padėklas 1, įtvirtintas laikiklyje 7, dangos formavimo metu kartu su laikikliu 7 sukasi apie vertikalią ašį 8. Toks padėklo sukimas užtikrina tolygesnį dangos dengimą visuose padėklo 1 paviršiaus taškuose ir tolygesnį dengiamos medžiagos pasiskirstymą formuojamame sluoksnyje.The most suitable method of forming the proposed divider comprises the following steps: the vacuum chamber is provided with at least one tray 1 on which the coating layers (3, 4, 5) will be formed. Trays 1 and 2 are not limited to their shape, quantity or material. FIG. Trays 1 and 2 shown in Figure 1 are selected from transparent materials such as quartz glass and / or CaF2 and / or Mg.F2. The pallets can be mounted on a dedicated holder 7 which can be adapted to fasten and rotate many pallets. The substrate 1, mounted in the holder 7, rotates along the vertical axis 8 with the holder 7 during the formation of the coating. This rotation of the substrate ensures a more uniform coating of the coating at all points on the surface of the substrate 1 and a more uniform distribution.
Kitame įgyvendinimo variante, daugelis padėklų 1, yra sumontuojami padėklų laikiklyje 7 taip, kad būtų realizuojama planetarinė judėjimo trajektorija, Kai padėklų laikiklis sukasi apie savo ašį 8, atskiri padėklai arba padėklų klasteriai sukasi apie lokalią ašį (brėžiniuose nepavaizduota).In another embodiment, a plurality of pallets 1 are mounted in a pallet holder 7 such that a planetary movement trajectory is realized. When the pallet holder rotates about its axis 8, the individual pallets or pallet clusters rotate about a local axis (not shown).
Šiam išradimui įgyvendinti gali būti naudojamos įvairios pramonėje paplitusios dangų formavimo technologijos. Paprasčiausiame įgyvendinimo variante, vakuuminėje kameroje taikinio 9 medžiaga garinama ją kaitinant tiglyje.Various industrial coating technologies can be used to implement the present invention. In its simplest embodiment, in a vacuum chamber, target material 9 is evaporated by heating it in a crucible.
Pagal pasiūlytą išradimą sluoksniui 4 formuoti naudojamas varis, kurio storis 1-35 nm priklausomai nuo pasirinktų elemento charakteristikų. Sluoksnių 3 ir 5 medžiagų pasirinkimo spektras yra gana platus: dalelių srautui garų pavidalu 10 sukurti gali būti naudojamas hafnio oksidas, aliuminio oksidas, Titano oksidas aliuminis, skandžio oksidas, niobio oksidas, magnio fluoridas ar lantano fluoridas ar bet kurios kitos dielektrinės medžiagos ar jų mišiniai. Garai iš šių substancijų yra išgaunami pasiekus artimą lydymuisi temperatūrą bei sukuriant vakuumo sąlygas.According to the present invention, copper having a thickness of 1-35 nm is used for forming the layer 4 depending on the selected element characteristics. The range of materials for layers 3 and 5 is quite wide: hafnium oxide, alumina, titanium oxide aluminum, scandium oxide, niobium oxide, magnesium fluoride or lanthanum fluoride, or any other dielectric material, or mixtures thereof, can be used to generate the vapor stream 10. . Vapors from these substances are produced at near melting points and under vacuum conditions.
Kitame įgyvendinimo variante, taikinio 9 medžiaga yra dulkinama bombarduojant ją jonų srautu. Jonų srautu bombarduojant taikinį iš jo yra išmušami medžiagos atomai. Pastovus jonų srautas generuoja pastovų taikinio medžiagos dalelių srautą 10 gerai apibrėžta vyraujančia kryptimi.In another embodiment, target material 9 is atomized by ion bombardment bombardment. By bombarding the target with the ion beam, the atoms of the material are shot from it. A steady stream of ions generates a steady stream of target material particles 10 in a well-defined predominant direction.
Kitame įgyvendinimo variante, taikinio medžiaga 9 yra garinama nukreipiant į ją {greitintų elektronų pluoštą. Elektronų srautu kaitinant taikinio medžiagą ir sukūrus vakuumo sąlygas medžiagos atomai atsiskiria nuo taikinio paviršiaus ir garuoja visomis kryptimis, panašiai kaip terminio garinimo atveju. Pastovus elektronų srautas generuoja pastovų taikinio medžiagos garų srautą 10.In another embodiment, the target material 9 is vaporized by directing it towards the accelerated electron beam. By heating the target material with electron flow and creating vacuum conditions, the atoms of the material separate from the target surface and evaporate in all directions, similar to thermal evaporation. A steady stream of electrons generates a steady stream of target material vapor 10.
Kitame įgyvendinimo variante, taikinio medžiaga 9 yra nusodinama magnetronino dulkinimo būdu. Vakuuminėje kameroje yra sugeneruojamas stiprus magnetinis laukas taip, kad jonizuotų dujų, jonai, veikiami magnetinio lauko, lėktų j taikinio medžiagą ir išmuštų medžiagos atomus. Tokiu būdu generuojamas pastovus taikinio medžiagos dalelių srautas 10.In another embodiment, the target material 9 is precipitated by magnetron sputtering. In a vacuum chamber, a strong magnetic field is generated to ionize the gas, the ions exposed to the magnetic field, to fly the target material and knock out the atoms of the material. This generates a steady stream of target material particles 10.
Nemažiau svarbus išradimo aspektas yra nuolatinis formuojamos dangos monitoringas. Šiam procesui naudojamas fizikinis monitoringo mechanizmas ir fizikinių parametrų dangos savybes apskaičiuojanti programinė įranga (toliau kontrolės prietaisas). Minėtas fizikinis mechanizmas gali būti liudininko zondavimas baltos šviesos pluoštu, atspindžio arba pralaidumo režime. Kituose įgyvendinimo variantuose gali būti naudojamas zondavimas siauro pluošto šviesos šaltiniu, pavyzdžiui šviestuku arba lazeriu. Dar kitame įgyvendinimo variante dangos storis gali būti kontroliuojamas kvarcinėmis mikrobalansinėmis svarstyklėmis. Bet kuriam dangos garinimo procesui gali būti naudojama ir monitoringo būdų kombinacija.Another important aspect of the invention is the continuous monitoring of the forming coating. This process uses a physical monitoring mechanism and software to calculate the physical properties of the coating (hereinafter control device). Said physical mechanism may be witnessing a white light beam in reflection or transmission mode. In other embodiments, a narrow beam light source such as a luminaire or a laser may be used. In yet another embodiment, the coating thickness can be controlled by quartz microbalance scales. A combination of monitoring techniques may be used for any coating evaporation process.
Claims (16)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2018505A LT6657B (en) | 2018-02-09 | 2018-02-09 | Non-polarizing beam splitter and its forming method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2018505A LT6657B (en) | 2018-02-09 | 2018-02-09 | Non-polarizing beam splitter and its forming method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LT2018505A LT2018505A (en) | 2019-08-26 |
| LT6657B true LT6657B (en) | 2019-09-25 |
Family
ID=67683569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LT2018505A LT6657B (en) | 2018-02-09 | 2018-02-09 | Non-polarizing beam splitter and its forming method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| LT (1) | LT6657B (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US654178A (en) | 1900-02-05 | 1900-07-24 | Rufus L Patterson | Cigar-machine. |
| US5808798A (en) | 1996-03-27 | 1998-09-15 | Minnesota Mining And Manufacturing Co. | Nonpolarizing beamsplitter |
| US7652823B2 (en) | 2005-10-11 | 2010-01-26 | Konica Minolta Opto, Inc. | Non-polarizing beam splitter |
| US20120212830A1 (en) | 2011-02-23 | 2012-08-23 | Qioptiq Photonics GmbH | Nonpolarizing beam splitter |
-
2018
- 2018-02-09 LT LT2018505A patent/LT6657B/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US654178A (en) | 1900-02-05 | 1900-07-24 | Rufus L Patterson | Cigar-machine. |
| US5808798A (en) | 1996-03-27 | 1998-09-15 | Minnesota Mining And Manufacturing Co. | Nonpolarizing beamsplitter |
| US7652823B2 (en) | 2005-10-11 | 2010-01-26 | Konica Minolta Opto, Inc. | Non-polarizing beam splitter |
| US20120212830A1 (en) | 2011-02-23 | 2012-08-23 | Qioptiq Photonics GmbH | Nonpolarizing beam splitter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| LT2018505A (en) | 2019-08-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Gilo et al. | Properties of TiO2 films prepared by ion-assisted deposition using a gridless end-Hall ion source | |
| US20190169739A1 (en) | An interference coating or its part consisting layers with different porosity | |
| WO2018188072A1 (en) | OPTICS AL-MIRROR WITH HIGH VOLUME FRACTION SiCp/Al COMPOSITE-TITANIUM ALLOY-BISMUTHATE GLASS METAL PLUS DIELECTRIC MULTIPLE FILMS AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME | |
| CN100418913C (en) | Transparent zirconium oxide - tantalum and/or tantalum oxide coating | |
| JP4009044B2 (en) | Thin-film birefringent element and method and apparatus for manufacturing the same | |
| LT6657B (en) | Non-polarizing beam splitter and its forming method | |
| US20070224342A1 (en) | Apparatus and method for forming antireflection film | |
| US20200165716A1 (en) | Film forming method and film forming apparatus | |
| US6261696B1 (en) | Optical element with substrate containing fluorite as main ingredient, and method and apparatus for producing the optical element | |
| Guenther et al. | Corrosion-resistant front surface aluminum mirror coatings | |
| US20140077681A1 (en) | Enhanced aluminum thin film coating for lamp reflectors | |
| WO2019019138A1 (en) | OPTICAL Ag MIRROR WITH HIGH VOLVUME FRACTION SiCp/Al COMPOSITE-TITANIUM ALLOY-PbO GLASS METAL PLUS DIELECTRIC FILMS, PREPARATION METHOD THEREFOR AND APPLICATION THEREOF | |
| CN106873064A (en) | Colorful film | |
| JPH09166710A (en) | Double refractive film and optical system using the same | |
| JPH11337733A (en) | Double refractive plate and its manufacture | |
| Wang et al. | Optics Ag-mirror with high volume fraction-SiCp/Al composite–titanium alloy–PbO system glass metal plus dielectric multi-layer films | |
| Ciosek | Nonpolarizing beamsplitter inside a glass cube | |
| Guenther | Deposition of dense and hard coatings by ion-assisted and plasma-assisted vacuum processes | |
| Pawlewicz et al. | Low-energy high-flux reactive ion-assisted deposition of oxide optical coatings: performance, durability, stability, and scalability | |
| Tripathi et al. | Refractive index tailoring of morphology engineered SiO2 thin films by collimated glancing angle RF magnetron sputtering | |
| CN112462458B (en) | Manufacturing method of high-reflection film with low scattering loss | |
| JP2003202405A (en) | Optical element with reflection-preventive film and manufacturing method thereof | |
| KR100232147B1 (en) | Polarization device and its manufacturing method | |
| JPH11305014A (en) | Multilayer film mirror and production of the multilayer film mirror | |
| WO2020137195A1 (en) | Dielectric multilayer film, production method therefor and image display device equipped with same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB1A | Patent application published |
Effective date: 20190826 |
|
| FG9A | Patent granted |
Effective date: 20190925 |
|
| MM9A | Lapsed patents |
Effective date: 20220209 |