Справочник технолога-оптика - Окатов М.А.
ISBN 5-7325-0236-Х
Скачать (прямая ссылка):
Путем частичного маскирования поверхности лаком Ф-32Л получают фазовые фильтры для коррекции изображений, фазосдвигающие элементы различного назначения, устройства для исправления нерегулярных искажений волновых фронтов лазерных систем, метрологических эталонов глубины для аттестации различных оптических приборов, которые представляют собой набор ступенек на поверхности кварцевой пластины глубиной от 10 до 300 нм. Вышеуказанные эталоны имеют погрешность ± 5 % для ступенек глубиной 10-50 нм и ± 1 % для ступенек глубиной более 50 нм.
С помощью высокоточной ионной обработки в сочетании с техникой оптического контакта могут быть изготовлены различные оптические устройства, главным элементом которых является воздушный промежуток между двумя оптическими средами, выполненный с точностью до долей длины волны. Приведем примеры.
Светоделительные системы. Стопа состоит из набора пластин, соединенных друг с другом с помощью оптического контакта. В каждой пластине ионной обработкой создано углубление толщиной h = (2п + 1) XQ/4, где Х0 — длина волны лазера. По сравнению со стопами обычной конструкции созданная с помощью ВРИО стопа проще в изготовлении, более эффективна, так как зазор в стопе, кратный Х/4, выполнен с высокой точностью. В этой стопе используется явление интерференции. Отражение одного элемента такой стопой из стекла К8 — 45 %, обычная конструкция стопы дает отражение около 16 %. На рис. 7.50 показаны светоделительная стопа, работающая на явлении нарушенного полного внутреннего
451
отражения (НПВО), и зависимость пропускания элемента стопы (две пластины) от отношения толщины воздушного промежутка d к длине волны X.
Следует отметить, что независимо от числа элементов для X = 2Х0 стопа будет пропускать излучение как монолитная пластинка, т. е. для стекла К8 отражение составляет около 8 %, а при просветлении входной и выходной поверхностей отражение составит десятые доли процента. Это свойство интерференционной стопы представляет интерес для лазерных систем с удвоением частоты.
Ориентируя стопу под углом Брюстера к падающему излучению, можно использовать стопу как поляризатор. При изготовлении стопы можно получать промежутки толщиной несколько Х0/4, что позволяет сужать спектральную полосу пропускания стопы и в ряде случаев использовать стопы как частотный селектор лазерного излучения.
Периодический интерференционный резонансный отражатель. На рис. 7.51 показан периодический резонансный рефлектор (выполненный с использованием метода ВРИО) и его спектральная отражательная способность.
Воздушный промежуток между пластинами равен 3-10 порядкам интерференции. Конструкция содержит прозрачные подложки 5 с углублением А, плоскость которых параллельна исходной поверхности 3. Плоскости подложек отполированы с высокой точностью и соединены на оптическом контакте по кольцевой зоне 2. Интерференционные явления в устройстве имеют место вследствие плоскопараллельности оснований углублений 4 к исходным поверхностям 3 и к плоской поверхности подложки 1.
Интерференционный фильтр с воздушным промежутком. Известные в настоящее время интерференционные фильтры высокого порядка интерференции, напыленные на прозрачную подложку, технологически выполнимы только для порядка интерференции К = 10, поскольку толстому напыленному разделительному слою присуще значительное светорассеяние и пониженные механические характеристики. Возможно выполнение фильтров высокого порядка с использованием в качестве разделительного слоя прозрачной и механически прочной пластины слюды, на которую с обеих сторон напыляются зеркала. Пластины слюды получают расщеплением больших кусков и минимальная толщина пластины, пригодная для использования, более 20 мкм. Таким образом, напыленные на слюде фильтры получаются только с очень высоким порядком интерференции в видимой области спектра
Рис. 7.50. Светоделительная стопа на НПВО и зависимость пропускания элемента стопы (две пластины) от отношения толщины воздушного промежутка d к длине волны X:
1 — стеклянная пластина; 2 — зоны оптического контакта; 3 — воздушный промежуток
452
(К >120), что в некоторых случаях ограничивает их применение.
Конструкция интерференционного фильтра (рис. 7.52), выполняемого с использованием высокоточной ионной размерной обработки, позволяет получать К от 1 до 120 в видимой области спектра. Фильтр состоит из прозрачных подложек 1, на основание которых нанесены зеркала 3, предварительно методом ВРИО на подложках выполняется углубление 2, основание которого плоскопараллельно исходной поверхности 4. Подложки соединены оптическим контактом по кольцевой зоне. Такое выполнение фильтра позволяет:
изготавливать интерференционные узкополосные фильтры для широкой области спектра, причем в дальней ИК-области исчезает проблема напыления тол-
а)
2
У
У
Л
б)
Рис. 7.51. Периодический интерференционный рефлектор (а) и его спектральная отражательная способность (б):
1 — плоская поверхность подложки; 2 — кольцевая зона оптического контакта; 3 — исходная поверхность; 4 — основание углубления; 5 — воздушный промежуток; 6 —плоскопараллельная стеклянная пластина
