Диэлектрические и металл-диэлектрические многослойные покрытия для лазерной оптики

• Автор: Голдина, Нина Дмитриевна
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 247 с. : ил.

Оглавление

Введение. Актуальность темы. Цели и задачи исследований

Глава 1. Нанесение покрытий для зеркал мощных аргоновых лазеров с помощью ионно-плазменного метода

1.1. Введение

1.2. Описание метода

1.3. Описание установки

1.4. Процесс распыления

1.5. Методы и результаты исследования покрытий

1.5.1. Измерение коэффициента рассеяния

1.5.2. Измерение коэффициента поглощения и порогов разрушения

1.5.3. Неравномерность по площади
1.5.4. Исследование зеркал мощных аргоновых лазеров ближнего УФ диапазона
1.6. Выводы
Рисунки к главе
Глава 2. Узкополосные металл - диэлектрические фильтры
2.1. Введение
2.2. Исследование фильтров с индуцированным пропусканием
2.3. Дисперсионные свойства двойных узкополосных металл-диэлектрических фильтров (МДФ)
2.3.1. Принцип создания МДФ с одной полостью
2.3.2. Двойной МДФ с 4М-слоями
2.4. Сравнение двух моделей для расчета металлических пленок
2.4.1. Экспериментальное определение ^ и Е,"
2.4.2. Расчет МДФ для двух моделей в проходящем свете
2.5. Узкополосные фильтры в отраженном свете
2.5.1. Отражающий фильтр с одной металлической пленкой
2.5.2. Двойной отражающий фильтр
2.6. Выводы
Рисунки к главе
Глава 3. Интерференционные покрытия для оптики сверхкоротких лазерных импульсов
3.1. Введение
3.2. Конструирование высокоотражающих зеркал с контролируемой дисперсией для фемтосекундных лазеров в видимой и ИК- областях спектра
3.2.1. Синтез зеркал в ближней ИК- области на основе полупроводниковых материалов
3.2.2. Синтез зеркал в видимой области спектра
3.3. Синтез высокоотражающего дисперсионного зеркала с тонким просветляющимся поглотителем для фемтосекундных лазеров
3.4. Линейный пространственный сдвиг спектральных компонент в отраженном от многослойных структур свете
3.4.1. Постановка задачи
3.4.2. Методы описания дисперсии фазы диэлектрических многослойных покрытий
3.4.3. Моделирование металл - диэлектрической структуры
3.5. Выводы
Рисунки к главе
Глава 4. Всенаправленное высокое отражение от многослойных диэлектрических структур
4.1 Введение
4.2. Условия существования высокоотражающих зон
4.3. Границы высокоотражающих зон
4.4. Всенаправленное отражение
4.5. Смежные высокоотражающие зоны
4.6. Выводы
Рисунки к главе

Глава 5. Тонкослойные структуры с металлической пленкой в условиях нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО)
5.1. Введение
5.2 Угловая зависимость
5.2.1 Основные формулы. Модель проводящей поверхности (МПП)
5.2.2 Экспериментальная проверка формул
5.2.3 Зависимости Rp(0) и |/р(0) при ni>m
5.3 Спектральная зависимость
5.3.1. Двухслойная структура
5.3.2. Спектральная зависимость коэффициентов отражения
5.4 Сенсорные варианты
5.4.1. Многослойная структура
5.4.2. Угловой вариант для сенсора
5.5. Выводы
Рисунки к главе
Глава 6. Применение многослойных покрытий в лазерной оптике
6.1. Металл - диэлектрические тонкопленочные фазосдвигающие покрытия в отраженном свете
6.2. Просветление нелинейных кристаллов для нескольких гармоник излучения твердотельного лазера
6.3. Выводы
Рисунки к главе
Заключение. Результаты работы
Литература
Термины, сокращения

изменялось по дуге полуокружности (-тс/2<9<тт/2) в плоскости, смещенной относительно плоскости падения на 2.5°. Фотодиод отстоял от образца на 37 см. Телесный угол, вырезаемый ФД, равнялся 0.15 мер. Проверяли линейность ФД в измеряемом диапазоне мощностей и калибровали ФД для получения абсолютных значений рассеянной мощности. Принимали меры для снижения паразитной засветки: отношение 1теч1|/10=1О'9. Исследовали влияние рассеяния падающего луча в воздухе и ставили ряд диафрагм 4 для устранения влияния выходного зеркала лазера.
Измеряли рассеяние зеркал, изготовленных катодным распылением (КР)>, как полупрозрачных (коэффициент пропускания 'Г ~3 - 10%), так и плотных (Т-0.2 %). Для сравнения испытывались зеркала, нанесенные методом электронно-лучевого испарения (ЭЛИ). Было исследовано 20 образцов.
Типичные индикатрисы рассеяния зеркал приведены на рис. 1.6 и 1.7. Экспериментальные индикатрисы рассеяния многослойных зеркал для Хо и квазинормального падения представляют собой резкий пик «вперед» вблизи зеркального отражения и более плавную диффузную-часть. Для некоторых зеркал (с крупными дефектами на поверхности) наблюдалась анизотропия по углу ф в виде ярких' расходящихся лучей. Для зеркал хорошего качества предпочтительной ориентации не наблюдалось, рассеяние было изотропным. Все исследованные зеркала имели подобные индикатрисы рассеяния, но для ЭЛИ- и КР-зеркал количественные соотношения высот пика и диффузной части различны. Как правило, ЭЛИ-зеркала имеют большое малоугловое рассеяние (при 0 <10°), в области перехода к диффузному рассеянию (15° <0 <40°) возможно пересечение индикатрис ЭЛИ и КР. Согласно работе (Петрухин [82]) для ЭЛИ-зеркал, по-видимому, существенно рассеяние на крупных дефектах (это могут быть отдельные крупные частицы, нанесенные при испарении, трещины в покрытии из-за напряжения в слоях и т.д.). Отмечалось также увеличение малоуглового рассеяния после эксплуатации ЭЛИ-зеркал в рабочих режимах лазера (выгорание дефектов, рост трещин). Крылья индикатрис КР-зеркал приподняты по-сравнению с индикатрисами