Dielektrisk spejl

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 9. juni 2019; checks kræver 6 redigeringer .

Et dielektrisk spejl er et spejl, hvis reflekterende egenskaber er dannet af en belægning af flere skiftende tynde lag af forskellige dielektriske materialer . Med det rette valg af materialer og lagtykkelser er det muligt at skabe optiske belægninger med den ønskede refleksion ved en valgt bølgelængde . Dielektriske spejle kan give meget høje reflektanser , (såkaldte superspejle), som reflekterer mere end 0,99999 indfaldende lys [1] . Sådanne spejle kan også give god refleksion over en lang række bølgelængder, såsom hele det synlige spektrum.

Dielektriske spejle er meget udbredt i forskellige optiske enheder. Eksempler på brug er laserresonatorer , tyndfilmsstråledelere (delvis reflekterende spejle), interferometre. Derudover kan et par tyndfilmsspejle aflejret på det samme underlag bruges som spektralfiltre, for eksempel i moderne reflekterende solbriller. Spejle er meget modstandsdygtige over for intense optiske strålingsfluxer, hvilket er vigtigt for højeffektlasere, hvor en enorm optisk tæthed af stråling er koncentreret på spejlene, hvilket fører til optisk nedbrydning (smeltning og ablation ) af materialet i spejllagene. [2] .

Sådan virker det

Virkningen af et dielektrisk spejl er baseret på interferensen af lysstråler, der reflekteres fra grænserne mellem lagene af den dielektriske belægning. De enkleste dielektriske spejle er endimensionelle fotoniske krystaller dannet af vekslende lag med et højere og lavere brydningsindeks (se diagram), dvs. de er Bragg-reflektor . Lagenes tykkelse er valgt på en sådan måde, at der finder konstruktiv interferens sted, det vil sige tilføjelse af alle stråler, der reflekteres fra strukturens grænser. For at gøre dette er lagenes tykkelser lavet sådan, at den optiske vejlængde ( , se figur) i hver af dem er et multiplum af , hvor er lagets brydningsindeks, er dets geometriske tykkelse, er bølgelængden. Normalt, men ikke altid, er den optiske vejlængde i alle lag en kvart bølgelængde. Det samme princip bruges til at skabe flerlags antirefleksbelægninger , hvor lagtykkelserne er valgt for at minimere frem for at maksimere refleksion. $nd$ $\lambda/4$ $n$ $d$ $\lambda$

Andre designs af dielektriske spejle kan have en mere kompleks lagstruktur, som normalt beregnes ved numerisk optimering . Det er også muligt at styre spredningen af det reflekterede lys. Ved beregning af dielektriske spejle bruges matrixalgebrametoder normalt.

Produktion

Produktionen af dielektriske spejle er baseret på forskellige tyndfilmsaflejringsmetoder . De mest almindelige metoder er kemisk dampaflejring , fysisk dampaflejring , som udføres i højvakuumkamre ved hjælp af tætte højenergielektron- eller ionstråler ( ionaflejring ). Kemisk aflejring sker ved molekylær stråleepitaksi . De vigtigste materialer, der bruges til at skabe lagene, er magnesiumfluorid , siliciumdioxid , tantalpentoxid , zinksulfid ( n = 2,32) og titaniumdioxid ( n = 2,4).

Se også

dikroisk filter

Noter

↑ Garrett D. Cole, Wei Zhang, Bryce J. Bjork, David Follman, Paula Heu. Højtydende nær- og melleminfrarøde krystallinske belægninger (EN) // Optica. — 2016-06-20. - T. 3 , nej. 6 . — S. 647–656 . — ISSN 2334-2536 . - doi : 10.1364/OPTICA.3.000647 . Arkiveret 19. maj 2021.
↑ Zvelto O. Principper for lasere. - 4. udgave - Sankt Petersborg. : Forlaget "Lan", 2008. - S. 163-166. - 720 s. - ISBN 978-5-8114-0844-3 .