SU992429A1

SU992429A1 - Оптическое интерференционное амплитудно-изотропное зеркало

Info

Publication number: SU992429A1
Application number: SU813331227A
Authority: SU
Inventors: Александр Сергеевич Никитин; Евгений Андреевич Несмелов; Александр Григорьевич Гусев; Ильдус Саляхович Гайнутдинов; Владислав Николаевич Глебов; Сергей Васильевич Кобелев
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4671
Priority date: 1981-08-17
Filing date: 1981-08-17
Publication date: 1983-01-30

Description

(54) ОПТИЧЕСКОЕ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОЕ АМПЛИТУДНОИЗОТРОПНОЕ ЗЕРКАЛО

12

Изобретение относитс к оптичес- кому приборостроению, в частности к оптическим интерференционным амплитудно-изотропным зеркалам, и может быть использовано в качестве частично пропускающих зеркал в лазерных резонаторах.

Известно оптическое интерференци-. онное зеркало 1, имеющее конструкцию вида

. 0(Н1ГН5.

где О -подложка с показателем

преломлени

fr Hi- чередующиес диэлектрические слои с относительно большим пц и относительно меньшим пц показател ми преломлени соответственно , причем оптическа толщина этих слоев в направлении прохождени излучени через них равна четверти рабочей длины волны Л ,

m - параметр кратности, определ ющий общее число N слоев в системе (); S - среда с показателем преломлени .

Недостатком такой конструкции вл етс наличие анизотропии коэффициентов отражени R и Rp дл S- и Ркомпонент пол ризации при наклонном падении света, т.е. различие этих коэффициентов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс оптическое интерференционное амплитудноизотропное зеркало, содержащее подложку и нанесенную на нее отражающую систему из чередуюьдахс диэлектрических слоев с относительно большим и меньшим показател ми преломлени , причем оптическа тол1шна этих слоев в направлении прохождени излучени через них равна четверти рабочей длины волны 2 . Конструкци этого зеркала имеет вид

DCQLQHj -s.

где Q - диэлектрический слой с показателем преломлени Пц, который больше п и меньше п,, причем оптическа толщина этого сло в направлении прохождени излучени через него равна четверти рабочей длины волны Л ,

К - параметр кратности, определ ющий общее число М слоев в системе ().

При некотором значении hg, из указанного интервала известное зеркало обеспечивает точное равенство R и Rp дл заданных значений угла падени излучени на зеркало, рабочей длины волны Л и коэффициента отражени R. Однако дл получени высоких коэффициентов отражени 1R 0,99) зеркало должно содержать очень большое число слоев. Например, при ,999 и необходимое число опоев равно 140. Кроме того, отражающую систему в этом случае необходимо формировать из трех пленкообразующих материалов. Эти факторы существенно снижают механическую устойчивость зеркала, а также усложн ют его конструкцию и процесс изготовлени .

Цель изобретени - повышение ме-. ханической устойчивости зеркала и упрощение его конструкции путем уменшени необходимого числа и состава слоев.

Поставленна цель достигаетс тем, что в оптическом интерференционном амплитудно-изотропном зеркале, содержащем подложку и нанесенную на нее отражающую систему из чередующихс диэлектричес1а1к слоев с относительно большим и меньшим показател ми предломлени , причем оптическа толщина этих слоев в направлении прохождени излучени через них равна четверти рабочей длины волны, на отражающую систему нанесен разделительный слой из материала с меньшим показателем преломлени , а на этот слой нанесена система из чередующихс равнотолщинных диэлектрических слоев с относительно большим и меньшим показател ми преломлени , представл юща собой интерференционный пол ризатор дл рабочей длины волшл, причем оптическа толщина разделительного сло определ етс из соотношени

PntoT/P Ti M Vc,,ct 1J- -Л

i2-n2

4JIl|l-3i(

l

де d - оптическа толщина разделительного сло ; Л - рабоча волны;

P Bcos ot- ftcosd,) n 6s not-8smd-i q|r А-ЛЧс-С,

9 - угол падени излучени на

зеркалоf

п. - показатель преломлени матё . риала разделительного сло ,

А,А,В,В,С,С.- (коэффициенты, опречдел екиё-Ги 3 COOT н оше ний

л-тР.тР 4 2

.т,

Б 2Л . R

с«а2/4л ,

С В-«/4Л, причем - коэффициенты пропуска ни интерференционного пол ризатора при длине волны А дл Р- и S -пол ризацией соответственно, равные 1-, / - коэффициенты пропускани отражающей системы придлине волны Л дл Р- и S -пол ризаций соответственно, равные 1- Rg коэффициенты отражени интерференционного пол ризатора при длине волны Л дл 5 - и Р-пол ризаций соответственно, коэффициенты отражени отражгиощей системы при длине волны А дл S - и Р-пол ризаций соответственно, d,d - углы, определ емые из соотношений: , dL-u -ta причем сдвиги фаз на длине волны Л при отражении от интерференционного пол ризатора со стороны разделительного сло дл S - и Рпол ризаций соответственно, л - . .

.сдвиги фаз на длине волны Л при отра --- -т

женин от отражающей систеийл со стоРОНЫ разделительного сло дл 5 - и Р-пол ризаций соответственно.

На чертеже схематически представлено устройство, общий вид.

Оптическое интерференционное амплитудно-изотропное зеркало состоит из подложки 1, отражающей системы 2, разделительного сло 3 и интерференционного пол ризатора 4. При этом конструкци зеркала может быть представлена в виде

50П(Н1,Гн(1.){р()5,

де (ни) - отражгиоща система 2, коэффициент отражени которой взаимосв зан с параметром кратности m ofL - разделительный слой 3 с. оптической толщиной d , определ емой из указанного выше соотношени ; р|(Н1. интерференционный пол ризатор 4, степень р пол ризации которого взаимосв зана с параметром кратности т и коэффициенте толщины р .

Показатели преломлени подложки Ij чередующихс слоев и среды, коэф .фициенты отражени и, соответственно, сдвиги фдз згщаютс в зависимости от поставленной задачи - заданного коэффициента отражени и рабочего спектрального диапазон-а оптического интерференционного амплитудно-изотропного зеркала.

Параметр m определ етс заданным О значением коэффициента отражени (пропускани ) к| (Т ) отражающей системы 2 дл Р-пол ризации света. Параметры /5 и т определ ютс заданной степеньюпол ризации р интерферен-15 ционного пол ризатора 4.

Устройство работает следующим образом .

Отражак ца система 2 характеризуетс тем,, что R| Rg fa интерфе- 0 ренционный пол ризатор 4 - тем, что pcfl R г;0(.

Таким образом, при наклонном падении света на конструкцию Р-компонента пол ризации практически без изменени 25 проходит через интерференционный пол ризатор 4 и разделительный слой 3, отражаетс отражающей системой 2, после чего проходит через разделительный слой 3 и интерференционный пол ризатодд 4 в обратномнаправлении и, следовательно , коэффициент отражени конструкции RP дл Р-пол ризованного света при длине волны А фактически определ етс заданным коэффициентом с отражени 2 системы 2, T.e. . Дл 3-пол ризованного света конструкци представл ет собой систему, состо щую из двух отражающих стоп 2 и 4с коэффициентами отражени й , разделенных раздели- тельным слоем 3. Така система работает как,фильтр, в результате чего коэффициент отражени 5 -пол ризован- . ного света Rg уменьшаетс так, что Точное равенство 5 достигаетс при оптической толвЗИне разделительного сло 3, определ емой фиведеншм ранее соотношением.

Пример. Изготавливают партию JQ -высокоотрс1жающих интерференционных амплитудно-изотропных зеркгш на длину волны Л 632,8 нм дл угла падени излучени , имеющих-конструкцию покрыти вида D(HL)O H(2,5L)0,83 55 .C(HL)H, в которой , ,5, р 0,83, m-6.

Таким Образом, общее число слоев в истеме равно 35. Покрытие.нанос т а подложки из стекла К-8 методом лектронно-лучевого испарени в вакуме на установке А 700 Q фирмы Leybod Не га«us из материалов двуокиси итана {слой Н) и двуокиси кремни (слой L).

Приведенные значени числа и толщин слоев теоретически обеспечивают получение амплитудно-изотропных зеркал с гарантированным пропусканием ,05% дл S - и Р-компонент, что с учетом рассе ни излучени в системе соответствует R ,9%. Практически получают следуюаде результаты: ,04 - 0,06% и () 0-0,01%. Зерксша испытывают на устойчивость к повышенной температуре 300°С с целью оценки их механической устойчивости. Испытани показывают , что целостность покрыти и оптические параметры не измен ютс .

Таким образом, изобретение позвол ет получать амплитудно-изотропные зеркала при использовании только дву пленкообразующих веществ со значительно меньшим по сравнению с известными устройствами числом слоев при обеспечении высокой механической устойчивости покрыти .

изобретени

Оптическое интерференционное амплитудно-изотропное зеркало, содержа щее по ложку и нанесенную на нее отражающую систему из чередующихс диэлектрических слоев с относительно большим и меньишм показател ми преломлени , причем оптическа толщина этих слоев в направлении прохождени излучени через них равна четверти рабочей длины волны, отличающеес тем, что, с целью повышени механической устойчивости зеркала и упрощени его конструкции путем уменьшени необходимого числа и состава слоев, на отражающую систему нанесен разделительный слой из материала с м еньшим пока зателем преломлени la на этот слой нанесена система из чередующихс равнотолщиниых диэлектрических слоев с относительно большим и меньшим показател ми преломлени , представл юща собой интерференционный пол ризатор дл рабочей длины волны, причем оптическа толщина разделительного сло определ етс из сортнс цени

J - оптическа толщина разделительного сло , А - рабоча длина волны;

(P Bc05ot-8COSo6;

п Bsinot-BSinoc; 1, А-Л+СгСi

Claims

Формула изобретения

Оптическое интерференционное амплитудно-изотропное зеркало, содержа• щее подложку и нанесенную на нее отражающую систему из чередующихся диэлектрических слоев с относительно большим и меньшим показателями преломления, причем оптическая толщина этих слоев в направлении прохождения излучения через них равна четверти рабочей длины волны, отличающееся тем, что, с целью повышения механической устойчивости зеркала и упрощения его конструкции путем уменьшения необходимого числа и соста^ζ· ва слоев, на отражающую систему нанесен разделительный слой из материала с меньшим пока[зателем преломления, I а на этот слой нанесена система из ¹ чередующихся равнотолщинных диэлект45 рических слоев с относительно большим и меньшим показателями преломления, представляющая собой интёрференционный поляризатор для рабочей длины волны, причем оптическая толщина разделительного слоя определяется из соотношения

I

4Л yi-s;n²a/n'2 где

- оптическая толщина разделительного слоя}

- рабочая длина волны;

λ <Р= B'cosoC¹ -Bcosoi ; > η = В'Sinct'- Bsinci; ср A-A' +Сг C' ·,

О - угол падения излучения на зеркало; .

Пц - показатель преломления материала разделительного слоя;

At А'>Ь, В',С,С* - коэффициенты, опреде_# ляемле из соотношений

А = Т β= 2Α

I

В'= ЧА' ’ ^Ra '

С= В²/44, тора при длине волны А для 5 - и Р-поляризаций соответственно, R^^,p- коэффициенты отражения отражающей системы при длине волны Λ для S - и Р-поляризаций соответственно,d , с(/- углы, оп5 ределяемяе из соотношений: <

причем - сдвиги фаз на длине волны А при отражении от интерференционного поляризатора со стороны разделительного слоя для S, поляризаций соответственно, ги фаз на длине волны от отражающей системы делительного слоя для S и Р-поляриза ций соответственно.

i_Sp- И Р>2 - сдвиΛ при отражении со стороны раз-