Определение показателей преломления материалов при моделировании многослойных зеркал

Тонкопленочные покрытия для оптических элементов широко применяют в различных областях промышленности. Так, просветляющие покрытия используют для экранов дисплеев, фотодетекторов, волоконных световодов, зеркальные покрытия — для телескопов, медицинской техники и др. Одна из основных задач при производстве тонкопленочных покрытий — определение показателя преломления и выбор материалов, наносимых на оптические изделия. В работе представлены результаты определения показателей преломления материалов, применяемых для изготовления многослойных зеркал с требуемыми спектральными характеристиками. В общем случае отражение света происходит на границе раздела двух материалов, например, стекла и воздуха. Диэлектрические пленки получали методом высокочастотного ионно-лучевого распыления мишени. Показано, что для достижения минимальных систематических ошибок показатель преломления пленки SiO₂ необходимо неоднократно корректировать. Полученные результаты могут быть использованы в производстве высокоточных оптических систем для различных отраслей промышленности, в особенности медицины, космического приборостроения, авиации и др.

1. Macleod H. A. Optical Thin Films and Coatings. — Taylor and Francis Group, 2010.

2. Tikhonravov A., Trubetskov M., Amotchkina T. Optical Thin Films and Coatings. — Cambridge: Woodhead, 2018.

3. Semenov Z. V. Indirect method research optical thickness control of multilayer coatings in a wide spectral range / Interexpo Geo-Siberia. 2018. Vol. 5. N 2. P. 179 – 191.

4. Tikhonravov A., Trubetskov M., Kokarev M., et al. Influence of systematic errors in spectral photometric measurements on the determination of optical thin film parameters / Optical Interference Coatings, Optical Society of America. 2001. Paper TuD2. DOI: 10.1364/OIC.2001.TuD2

5. Burdovitsin V., Bakeev I. Karpov K., Ngon Kiki L., Oks E., Vizir A. Characteristics of a source for oxide coating deposition by the electron-beam evaporation of dielectric materials / Plasma. 2022. Vol. 5. N 2. P. 258 – 264. DOI: 10.3390/plasma5020020

6. Amotchkina T. V., Tikhonravov A. V., Trubetskov M. K., Yanshin S. A. Structural properties of antireflection coatings / Optical Interference Coatings. Optical Society of America. 2007. Paper WB 5. DOI: 10.1364/OIC.2007.WB5

7. Macleod H. A. Turning value monitoring of narrow-band all-dielectric thin-film optical filters / Optica Acta: International Journal of Optics. 1972. N 1. P. 1 – 28.

8. Macleod H. A. Thin Film Optical Filters. — CRC Press, 2001.

9. Tikhonravov A., Trubetskov M., Kozlov I., et al. Correlated Choice of Design and Monitoring Strategy / Optical Interference Coatings. Optical Society of America. 2013. Paper WB3. DOI: 10.1364/OIC.2013.WB3

10. Kochikov I. V., Sharapova S. A., Yagola A. G., Tikhonravov A. V. Correlation of errors in inverse problems of optical coatings monitoring / J. Inverse Ill-Posed Probl. 2020. N 6. P. 915 – 921. DOI: 10.1515/jiip-2020-0079

11. Baumeister P. W. Methods of altering the characteristics of a multilayer stack / Journal of the Optical Society of America. 1962. N 10. P. 1149 – 1152.

12. Thoeni W. P. Deposition of optical coatings: process control and automation / Thin Solid Films. 1982. N 4. P. 385 – 397.

13. Zorc H. Optimum multilayer design selection in relation to production errors / Vacuum. 1987. N 1 – 2. P. 101 – 102.

14. Isaev T. F., Tikhonravov A. V., Yagola L. G. On the Choice of a Strategy for Broadband Optical Monitoring of the Deposition of Multilayer Coatings / Moscow University Physics Bulletin. 2021. Vol. 76. P. 36 – 41. DOI: 10.3103/S0027134921010070

15. Zoeller A., Williams J., Hartlaub S. Precision filter manufacture using direct optical monitoring / Proceedings of the OIC 11th Topical Meeting. — Washington DC: OSA, 2010. P. 6 – 11. DOI: 10.1364/OIC.2010.TuC8

16. Tikhonravov A. V., Kochikov I. V., Matvienko I. A., et al. Correlation of errors in optical coating production with broad band monitoring / Num. Methods Program. 2018. Vol. 19. P. 439 – 448. DOI: 10.26089/NumMet.v19r439

17. Stenzel O., Wilbrandt S., Kaiser N., Fasold D. Development of a hybrid monitoring strategy to the deposition of chirped mirrors by plasma-ion assisted electron evaporation / Proc. SPIE. 2008. N 7101. DOI: 10.1117/12.799711

18. Semenov Z., Labuzov A., Zarubin A., Erg G. Application of multilayer dielectric coatings for suppression of radiation of non-working orders of the spectrum in spectrometers with a diffraction grating / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2017. Vol. 83. N 1. Part II. P. 86 – 89 [in Russian].