Технология получения тонкопленочных покрытий с переменным отражением

• Автор: Дмитренко, Владимир Анатольевич
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 153 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Методы формирования неравнотолщинных покрытий и их применение в лазерных системах. (Литературный обзор)

1.1 Методы, позволяющие улучшить выходные характеристики лазерных систем

1.2 Применение в лазерных резонаторах, многослойных диэлектрических зеркал, с переменным коэффициентом отражения..

1.3 Методы формирования слоев с переменной по поверхности детали толщиной

1.4 Контроль толщины слоев во время процесса осаждения

2. Выбор конструкций тонкопленочных систем, обеспечивающих заданные выходные характеристики лазерных систем

2.1 Диэлектрические узкополосные фильтры

2.2 Четвертьволновые зеркала

2.3 Диэлектрические системы различных конструкций

Выводы по главе
3. Формирование слоев с переменным профилем толщины при испарении пленкообразующих материалов в вакууме
3.1 Планетарное вращение
3.2 Одинарное вращение
3.3 Факторы, оказывающие влияние на профиль толщины покрытий во время осаждения
3.4 Оснастка для формирования в вакууме покрытий с переменным профилем толщины
Выводы по главе
4. Изготовление и исследование многослойных диэлектрических покрытий с переменным отражением
4.1 Используемое вакуумное оборудование
4.2 Изготовление многослойных диэлектрических систем

4.3 Исследование многослойных диэлектрических систем
Выводы по главе
Заключение
Приложение
Литература
ВВЕДЕНИЕ
С развитием современных оптических технологий лазерные системы и технологии находят все большее применение в различных областях науки и техники. В последнее время большое внимание уделяется улучшению выходных пространственно-энергетических характеристик лазеров. Разработаны методы, позволяющие достичь в этом направлении положительных результатов. Одним из таких методов является использование в лазерных резонаторах отражателей с переменным по поверхности коэффициентом отражения. Отражатели представляют собой, нанесенные на подложку многослойные диэлектрические покрытия, содержащие слои с переменным по поверхности детали профилем толщины. Конструкция таких диэлектрических систем, т.е. число слоев, порядок их расположения, показатели преломления, оптические толщины, может быть различной, для облегчения подбора пленочной системы важно определить закономерности формирования коэффициента отражения в зависимости от следующих параметров, которые необходимо рассматривать не только по отдельности, но и в совокупности друг с другом:
- общее количество слоев в системе;
- количество слоев с непостоянной толщиной в системе;
- толщина слоев в центре детали и на краях;
- порядок чередования слоев с высоким и низким показателями преломления и их взаимное расположение;
- величины показателей преломления слоев, подложки, среды. Определив некоторые существующие закономерности, можно подобрать множество систем, близко удовлетворяющих заданным условиям, и, учитывая требуемые характеристики: распределение коэффициента отражения по поверхности детали, фазовые соотношения, сделать окончательный выбор системы.

требуется получить максимальное значение коэффициента отражения Я0тах, а на краях - минимальное значение Яотш, близкое к нулю, то для обеспечения /?о”т' в простейшем случае берется многослойное диэлектрическое зеркало с оптической толщиной слоев равных пс1=Л^/4. Пусть распределение отражения от центральной зоны до края детали подчиняется некоторому закону, тогда его можно сформировать, изменяя толщину одного, нескольких или всех слоев, изменяя их как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения. В этом случае при одинаковом распределении коэффициента отражения, волновой фронт отраженного излучения будет либо расходящимся, либо сходящимся, если на зеркало падает плоская волна [83]. В других случаях для получения какого-либо распределения, в качестве исходных пленочных систем, обеспечивающих необходимый коэффициент отражения в центральной зоне, могут использоваться различные по своим спектральным характеристикам покрытия, такие как: зеркала, фильтры, просветляющие системы и т.д. Далее, управляя распределением толщины различных слоев в этих тонкопленочных системах, можно получить близкое к требуемому распределение коэффициента отражения. Так как пленочные системы включают в себя разное количество слоев с разными оптическими толщинами, то фазовые профили систем, обеспечивающих близкое к требуемому распределению коэффициента отражения, будут существенно различаться. Критериями, определяющими окончательный выбор пленочной системы, будут являться:
1) назначение оптической системы, которое определяет требование к пленкообразующим веществам: область прозрачности, поглощение, адгезионные свойства к подложке и к друг другу и т.д., а также устойчивость к внешним воздействиям: лучевая прочность, влагоустойчивость и т.д.;
2) близость распределений К(р) систем к требуемому, которая