Справочник технолога-оптика - Окатов М.А.
ISBN 5-7325-0236-Х
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 8.27. Значения коэффициента спектрального отражения стекла с двухслойным покрытием различной толщины
529
света, измеренные на рефлексометре с источником света — лампой накаливания с селеновыми фотоэлементами без корригирующего фильтра, приведены ниже:
Длина волны, отвечающая минимальному отражению Л, нм ... 450 520 560 640 660
Интегральный коэффициент отражения света, % ............ 1,9-2,3 1,1-1,3 0,9-1,1 2,5—ЗД 2,5-3,7
Количество отраженного света от поверхности стекла может меняться в зависимости от значения угла падения света; это изменение особенно заметно при углах падения света более 30 °. Значения коэффициента отражения света от поверхности стекла с двухслойным просветляющим покрытием при изменении угла падения света от 0 до 90 ° приведены ниже:
Угол падения света, 0 15 25 35 45 55 65 75 85 90
Коэффициент отражения света,
%.......... 0,0 0,01 0,15 0,56 1,55 3,88 9,39 23,30 60,53 100,0
Трехслойные ахроматические просветляющие покрытия уменьшают отражение света в широком диапазоне длин волн независимо от показателя преломления стекла. Покрытия представляют собой сочетание трех слоев со строго определенными значениями показателей преломления и оптических толщин. Выбор состава покрытия определяется их назначением (табл. 8.31). В качестве 1-го слоя, прилегающего к стеклу, используют смеси оксидов титана и кремния или гафния и кремния. Для 2-го слоя используют оксиды с высоким (п = 1,9 2,2) показателем преломления (на-
Таблица 8.31. ЗНАЧЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ 1-ГО СЛОЯ
ТРЕХСЛОЙНОГО ПОКРЫТИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЗНАЧЕНИЯ п0 СТЕКЛА
Вариант nD "1-го слоя Соотношение объемов растворов равных концентраций в смеси
Ti(OC2H5)4 : Si(OC2H5)4 HfOCl2 8H20 : Si(OC2H5)4
1,46-1,51 1,64-1,65 0,6:1,0 (1,3+2,0):1,0
I 1,52-1,60 1,66-1,72 0,8:1,0 0,9:1,0 (2,1+2,3):1,0
1,61-1,70 1,73-1,77 1,0:1,0 1,1:1,0 (3,5+4,0):1,0
1,71-1,76 1,78-1,84 1,5:1,0 (5,0+8,0):1,0
1,76-1,80 1,71-1,74 1,0:1,0 (3,0+3,5):1,0
II 1,80-1,82 1,75-1,76 1,1:1,0 (3,5+4,0):1,0
1,83-1,87 1,77-1,80 1,2:1,0 (5,0+7,0):1,0
1,88-1,90 1,81-1,84 1,5:1,0 (6,0+8,0):1,0
530
л%
i,o о
220 300 380 460 540 620 Л,нм
Рис. 8.28. Значения коэффициента спектрального отражения кварцевого стекла и стекла К8 с трехслойными пленками
пример, титана, тория или гафния). В качестве 3-го слоя — диоксид кремния (п = 1,45).
Трехслойные покрытия также различаются по конструкции и составу. Наиболее часто используют два варианта. Первый представляет собой покрытие, оптическая толщина отдельных слоев которого соответственно должна быть равна Л/4, Л/2 и Л/4 при соотношении показателей преломления: nDa. < слоя < гс2.гослоя > п3,т СЖ)Я, где nD — показатель преломления стекла для спектральной линии D; п^, п2, п3 — показатели преломления слоев.
Второй вариант трехслойных просветляющих покрытий представляет собой покрытие, толщины отдельных слоев которого соответственно составляют Л/2, Л/2 и Л/4 при соотношении показателей преломления отдельных слоев: nDa. > nVm слоя < п2_т слоя > га3_го слоя.
Первый вариант применяют для стекол с nD = 1,46 1,76, второй — для стекол с nD = 1,77 1,95. Значения показателя прелом-
ления 1-го слоя, прилегающего к стеклу, зависит от показателя преломления стекла и составляет 1,64-1,85 для первого варианта и 1,71-1,84 для второго варианта.
В табл. 8.31 для стекол с показателем преломления nD = 1,46 1,90
приведены значения показателей преломления 1-го слоя трехслойного покрытия и соотношения пленкообразующих растворов (из смесей тетраэтоксититана с тетраэтоксисиланом и хлороксида гафния с тетраэтоксисиланом), обеспечивающие их получение. Показатели преломления 2-го и 3-го слоев не зависят от стекла и соответственно равны 2,15 и 1,44 (или 2,0 и 1,44).
В качестве примера на рис. 8.28 показаны значения коэффициента спектрального отражения стекла с трехслойными покрытиями — кварцевого стекла в УФ-области (кривая 1) и стекла К8 в видимой области (кривая 2). На рис. 8.29 показаны значения коэффициента спектрального отражения стекла К8 с трехслойным покрытием из оксидов титана и кремния для близкой ИК-области спектра.
Уменьшение отражения света от поверхностей оптических деталей
р,%
1,0 1,1 1,2 а 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 Л,шм
Рис. 8.29. Значения коэффициента спектрального отражения с трехслойной пленкой в близкой ИК-области спектра
\ - / л >
531
в более широкой области спектра достигается применением более многослойных покрытий (например, пятислойных). Значения показателей преломления отдельных слоев приведены в табл. 8.32. Получение слоев с соответствующими показателями преломления обеспечивается использованием отдельных оксидов или их смесей. Пятислойные покрытия предназначены для просветления деталей из стекол и кристаллов LiF, MgF2, BaF2 с невысоким показателем преломления и для таких оптических систем, в которых необхоимо иметь одновременно минимальное значение коэффициента отражения света в различных областях спектра.
На рис. 8.30 приведены значения коэффициента спектрального отражения от поверхности фтористого бария (nD = 1,47) — кривая 1 с покрытием разной толщины:
