Разработка и изготовление многоспектрального просветляющего покрытия для сульфида цинка

Введение

Для всех оптических приборов, работающих в видимой и инфракрасной областях спектра, используются просветляющие покрытия. В подавляющем большинстве случаев для нанесения просветляющих покрытий используется метод напыления в высоком вакууме, так как позволяет получить однородные пленки требуемой толщины и полностью обеспечить управление процессом нанесения. Особую потребность в просветлении оптических деталей испытывают разработчики приборов для ИК области спектра. Это связано с тем, что для деталей приборов в ИК области спектра  используются материалы с высокими показателями преломления, следовательно, и с большими потерями на отражение.

В последние годы в ИК приборостроении получают все большее развитие приборы, работающие одновременно в нескольких диапазонах спектра, например, в нескольких участках ИК спектра или в заданных диапазонах видимой, БИК и ИК областях спектров. Для входной (выходной) систем таких приборов необходимы оптические элементы, работающие во всех рабочих спектральных диапазонах прибора. Отсюда возникает необходимость в многоспектральных просветляющих покрытиях, снижающих коэффициент отражения подложки одновременно в рабочих диапазонах спектра прибора. Это относительно новый класс покрытий, требующий теоретической и технологической разработки.

Настоящая работа посвящена синтезу  многоспектральных просветляющих покрытий, отработке технологии и изготовлению опытных образцов покрытий на подложке из сульфида цинка. В соответствии с техническим заданием  требуется создать покрытия, снижающие коэффициент отражения подложки одновременно в видимом и БИК диапазонах спектра и в области 7-10,5 мкм.

Содержание

Введение . . . . 3

1 Литературный обзор . . . . 4

1.1 Однослойные покрытия . . . . 7

1.2 Двухслойные покрытия . . . . 9

1.2.1 Два слоя с одинаковыми оптическими толщинами . . . . 9

1.2.2 Оптическая толщина нижнего слоя в два раза больше, чем толщина  верхнего слоя . . . . 10

1.2.3 Отношение толщин слоев не равно целому числу . . . . 11

1.3 Трехслойные покрытия . . . . 13

1.3.1 Толщина каждого слоя составляет λ/4 . . . . 13

1.3.2 Толщина внешнего слоя равна λ/4, среднего λ/2, внутреннего λ/4 . . . . 14

1.3.3 Толщина внешнего слоя равна λ/4, среднего λ/2, внутреннего 3λ/4 . . . . 14

1.4 Четырехслойные покрытия . . . . 15

1.5 Пятислойные покрытия . . . . 15

1.6 Эквивалентные слои . . . . 16

2 Синтез многоспектрального покрытия . . . . 19

2.1 Синтез покрытия с постепенноубывающим показателем преломления . . . . 22

2.2 Синтез блокирующего коротковолнового фильтра (БФК) . . . . 25

2.3 Синтез однослойного просветляющего покрытия . . . . 30

3 Изготовление многоспектрального покрытия . . . . 37

3.1 Выбор и исследование оптических свойств плёнкообразующих материалов . . . . 37

3.2 Изготовление опытных образцов покрытия и исследование оптических и эксплуатационных характеристик . . . . 44

4 Экономическая часть . . . . 51

4.1 Определение товарного типа объекта исследования . . . . 49

4.2 Экономические расчеты . . . . 49

5 Экономическая часть . . . . 55

Заключение . . . . 65

Список литературы . . . . 66