Диэлектрическое зеркало - Dielectric mirror

Инфракрасное диэлектрическое зеркало в креплении для зеркала

Диэлектрическое зеркало , также известное как зеркало Брэгга , представляет собой тип зеркала состоит из множества тонких слоев из диэлектрического материала, как правило , нанесенных на подложку из стекла или другого оптического материала. Путем тщательного выбора типа и толщины диэлектрических слоев, можно спроектировать оптическое покрытие с отражательной способностью, указанной на разных длинах волн от света . Диэлектрические зеркала также используются для производства зеркал со сверхвысокой отражательной способностью: значения 99,999% или лучше в узком диапазоне длин волн могут быть получены с использованием специальных методов. В качестве альтернативы, их можно сделать так, чтобы они отражали широкий спектр света, такой как весь видимый диапазон или спектр титан-сапфирового лазера . Зеркала этого типа очень часто используются в оптических экспериментах из-за усовершенствованных технологий, которые позволяют недорого изготавливать высококачественные зеркала. Примеры их применения включают в себя торцевые зеркала с лазерным резонатором , горячие и холодные зеркала , тонкопленочные светоделители , зеркала с высоким порогом повреждения и покрытия современных зеркал .

Механизм

Схема диэлектрического зеркала. Тонкие слои с высоким показателем преломления n 1 чередуются с более толстыми слоями с более низким показателем преломления n 2 . Длины пути l A и l B отличаются ровно на одну длину волны, что приводит к конструктивной интерференции.

Диэлектрические зеркала работают на основе интерференции света, отраженного от разных слоев диэлектрического стека. Тот же принцип используется в многослойных просветляющих покрытиях , которые представляют собой диэлектрические пакеты, которые были разработаны для минимизации, а не для максимального увеличения отражательной способности. Простые диэлектрические зеркала работают как одномерные фотонные кристаллы , состоящие из набора слоев с высоким показателем преломления, чередующихся со слоями с низким показателем преломления (см. Диаграмму). Толщина слоев выбирается так, чтобы разность длин пути для отражений от различных слоев с высоким показателем преломления была целым числом, кратным длине волны, для которой разработано зеркало. Отражения от слоев с низким показателем преломления имеют разность длины пути ровно на половину длины волны, но существует разница в фазовом сдвиге на 180 градусов на границе с низким показателем преломления по сравнению с границей с высоким показателем к низкому Это означает, что эти отражения также находятся в фазе. В случае зеркала при нормальном падении толщина слоев составляет четверть длины волны.

Цвет, передаваемый диэлектрическими фильтрами, изменяется при изменении угла падающего света.

Другие конструкции имеют более сложную структуру, обычно получаемую путем численной оптимизации . В последнем случае можно также управлять фазовой дисперсией отраженного света (см. Чирпированное зеркало ). При создании диэлектрических зеркал можно использовать метод оптической матрицы переноса .

Диэлектрические зеркала демонстрируют замедление в зависимости от угла падения и конструкции зеркала.

Производство

Электронный микроскоп изображение приблизительно 13 микрометров детали из диэлектрического зеркала разрезаемога от большего субстрата. На нижнем крае видны чередующиеся слои Ta 2 O 5 и SiO 2 .

Технология изготовления диэлектрических зеркал основана на методах осаждения тонких пленок . Распространенными методами являются физическое осаждение из паровой фазы (которое включает в себя осаждение из паровой фазы и осаждение с помощью ионного пучка ), химическое осаждение из паровой фазы , осаждение ионным пучком , молекулярно-лучевая эпитаксия и напыление . Обычными материалами являются фторид магния ( n = 1,37) , диоксид кремния ( n = 1,45) , пятиокись тантала ( n = 2,28) , сульфид цинка ( n = 2,32) и диоксид титана ( n = 2,4) .

Полимерные диэлектрические зеркала производятся промышленным способом путем совместной экструзии расплавленных полимеров, а также методом центрифугирования или нанесения покрытия погружением в меньших масштабах.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "Фазовая задержка периодических многослойных зеркал", JH Apfel Applied Optics 21, 733-738 (1982)
  2. ^ Органические и гибридные фотонные кристаллы . 2015 г.
  3. ^ Лова, Паола; Джусто, Паоло; Стазио, Франческо Ди; Манфреди, Джованни; Патерно, Джузеппе М .; Кортеккиа, Даниэле; Соци, Чезаре; Коморетто, Давиде (9 мая 2019 г.). «Цельнополимерные микрополости перовскита иодида свинца метиламмония» . Наноразмер . 11 (18): 8978–8983. DOI : 10.1039 / C9NR01422E . ЛВП : 11567/944564 . ISSN   2040-3372 .
  4. ^ Руссо, Мануэла; Кампой-Куилс, Мариано; Лашармуаз, Поль; Ференци, Тоби А.М.; Гаррига, Микель; Caseri, Walter R .; Стингелин, Натали (2012). «Синтез полимерных / неорганических гибридов в одном сосуде: к легкодоступным материалам и структурам с малыми потерями и настраиваемым показателем преломления» . Журнал науки о полимерах. Часть B: Физика полимеров . 50 (1): 65–74. DOI : 10.1002 / polb.22373 . ISSN   1099-0488 .

Внешние ссылки