SU1649485A1 - Anti-reflection coating for the ultraviolet spectral band - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к оптическому приборостроению и может быть использовано дл  просветлени  оптических элементов эксимерных лазеров, осветительных систем, объективов с большими апертурами, работающими в УФ-области спектора. Цель изобретени  - получение остаточного отраже- ни  R 0,1% на оптических элементах с показател ми преломлени  пу 1,46 - .1,62 дл  длины волны fl в спектральной области 190-400 нм. Просветл ющее покрытие состоит из трех диэлектрических слоев, выполненных из материалов с высоким пв и низким n показател ми преломлени . При этом слой, прилегающий к подложке, имеет оптическую толщину 0,5 + 0,01 и показатель преломлени  пн 1,38+0,01, второй и третий слои, счита  от подложки, имеют оптическую толщину 0,25 +. 0,01 fl и показатели преломлени  п& + 0,01 ипн 1,38+0,01 соответственно . 3 ил. (ОThe invention relates to optical instrument making and can be used to brighten the optical elements of excimer lasers, lighting systems, and lenses with large apertures operating in the UV region of a spector. The purpose of the invention is to obtain a residual reflection of R 0.1% on optical elements with a refractive index of 1.46 - .1.62 for a wavelength fl in the spectral region of 190-400 nm. The translucent coating consists of three dielectric layers made of materials with high pv and low n refractive indices. In this case, the layer adjacent to the substrate has an optical thickness of 0.5 + 0.01 and the refractive index of mon 1.38 + 0.01, the second and third layers, counting from the substrate, have an optical thickness of 0.25 +. 0.01 fl and refractive indices n & + 0.01 ipn 1.38 + 0.01, respectively. 3 il. (ABOUT

Description

Изобретение относитс  к оптическому приборостроению и может быть использовано дл  просветлени  оптических элементов эксимерных лазеров, осветительных систем и объективов с большими апертурами, работающими в УФ-области спектра.The invention relates to optical instrumentation and can be used to illuminate the optical elements of excimer lasers, lighting systems and lenses with large apertures operating in the UV spectral region.

Цель изобретени  - получение остаточного отражени  R 0,1% на оптических элементах с показател ми преломлен JJH п 1,46-1,62 дл  длины волны ft в спектральной области 190 - 400 нм.The purpose of the invention is to obtain a residual reflection of R 0.1% on optical elements with refractive indices JJH p 1.46-1.62 for a wavelength ft in the spectral range 190-400 nm.

На фиг.1 приведена конструкци  покрыти  на фиг.2 - спектральные кривые отражени  дл  различных марок стекла, на фиг.З - спектральные кривые отражени  покрыти , выполненного из стекла К8 дл  углов падени  излучени  0 и 40°.Figure 1 shows the structure of the coating in Figure 2 —the spectral reflection curves for various glass grades; in FIG. 3, the spectral reflection curves of a coating made of K8 glass for angles of incidence 0 and 40 °.

На подложку 1 (фиг. 1) из стекла с показателем преломлени  п 1,46...1,62 нанесены три сло  2, 3On the substrate 1 (Fig. 1) of glass with a refractive index of 1.46 ... 1.62 applied three layers 2, 3

и 4. Слой 2, прилегающий к подложке, имеет показатель преломлени  n H 1,38 i 0,01 и оптическую толщину °. 5 Л + 0,0lfl , средний слой 3 имеет показатель преломлени  п в 1,63 ± + 0,01 и оптическую толщину 0,25 ± + 0,01ft , слой 4, граничащий с воздухом , имеет показатель преломлени  п 1,38 + 0,01 и оптическую толщину 0,25 fO.OIfl .and 4. Layer 2 adjacent to the substrate has a refractive index of n H 1.38 i 0.01 and an optical thickness °. 5 L + 0,0lfl, middle layer 3 has a refractive index of n 1.63 ± + 0.01 and an optical thickness of 0.25 ± + 0.01ft, layer 4 bordering on air has a refractive index of 1.38 + 0.01 and an optical thickness of 0.25 fO.OIfl.

0000

слcl

Расчет конструкции просветл ющего окрыти  производилс  на ЭВМ с ощью специально разработанной программы с применением математическо- с го аппарата, с учетом дисперсии показателей преломлени  примен емых материалов.The design of the enlightening cover was made on a computer using a specially developed program using a mathematical apparatus, taking into account the dispersion of the refractive indices of the materials used.

Приме р. Реализаци  покрыти  осуществл лась вакуумным налы- JQ лением на установке А 7000 фирмы Leibold Heraues, оборудованной системой безмасленной откачки типа Turbuvac 1500, прецизионным фотометрическим контролем ОМ - 200 в плекте с расширителем диапазона работы (дейтериева  лампа, фотоумножитель и комплект интерференционных фильтров дл  УФ-обпасти спектра),Primer p. The implementation of the coating was carried out by vacuuming the JQ on an A 7000 unit manufactured by Leibold Heraues, equipped with an oil-free pumping system of the Turbuvac 1500 type, precision photometric control of the OM - 200 in a bundle with a range extender (deuterium lamp, photomultiplier and a set of interference filters for UV radiation spectrum)

Контроль оптической толщины слоев 20 в процессе напылени  производилс  по контрольному образцу с помощью ОМ - 2000 регистрацией изменени  величины отраженного сигнала. Контрольный образец представл л собой 25 плоскопараллельную пластину, полированную с одной стороны, диаметром 42 мм, толщиной 2 мм из стекла К8 с показателем преломлени  1,52. Все три диэлектрических сло  наносились зд на подогретую до 350°С подложку, за один цикл испарени , причем толщина первого сло  составл ла 0,5ft +0,017k, а второго и третьего 0,25 +0, где ft 250 им. В качестве испарител  использовалс  ESV-6 мощностью 6 кВт с двум  четырехпозиционными тигл ми. Каждый из трех слоев контролировалс  по своему контрольному образцу Свидетелю. Дл  первого и .Q третьего слоев в качестве материала с показателем преломлени  1,38+0,01 использовалс  фтористый магний MgP4, который испар лс  электронным лучом, расфокусированным по размерам  чей- . д5 ки тигл . Ток эмиссии 20...50 шА, скорость напылени  4...5 А/с. Дл  второго сло  с показателем преломлени  1,63 использовали А120Э, который испар лс  электронным лучом, -п ток эмиссии /v/100 А. После нанесени  слоев детали охлаждались в камере доThe optical thickness of the layers 20 was monitored during the sputtering process on a test sample using an OM-2000 by recording the change in the magnitude of the reflected signal. The control sample was a 25 plane-parallel plate, polished on one side, 42 mm in diameter, 2 mm thick, of K8 glass with a refractive index of 1.52. All three dielectric layers were applied to the substrate heated to 350 ° C, in one evaporation cycle, the thickness of the first layer being 0.5ft + 0.017k, and the second and third layers being 0.25 +0, where ft is 250. As evaporator, a 6 kW ESV-6 with two four-position crucibles was used. Each of the three layers was controlled according to its control sample to a Witness. For the first and .Q of the third layer, magnesium fluoride MgP4 was used as a material with a refractive index of 1.38 + 0.01, which was evaporated by an electron beam, the size of which was out of focus. d5 ki crucible The emission current is 20 ... 50 sha, the deposition rate is 4 ... 5 A / s. For the second layer with a refractive index of 1.63, A120E was used, which was evaporated by an electron beam, emission current / v / 100 A. After the layers were applied, the parts were cooled in the chamber until

комнатной температуры, затем проводились изменени  спектральных характеристик на спектрофотометре Perki,n Elmer-340 с приставкой на отражение.at room temperature, then spectral characteristics were changed on a Perki spectrophotometer, n Elmer-340 with a reflection prefix.

На фиг.2 приведены кривые спектрального отражени , полученные экспериментальным путем на стеклах с показател ми преломлени  п3 1,46 (крива  I), п3 1,52 (крива  II) и гэ 1,62 (крива  III).Figure 2 shows the spectral reflection curves obtained experimentally on glasses with refractive indices n3 1.46 (curve I), n3 1.52 (curve II) and ge 1.62 (curve III).

Измерение коэффициента отражени  проводилось на спектрофотометре Per- kin Elmer-340.The reflection coefficient was measured on a Perkin Elmer-340 spectrophotometer.

Спектральные кривые показывают, что предлагаемое просветл ющее покрытие дл  заданной длины волны - 250 нм позвол ет получить минимальное , меньше 0,1% отражени  дл  любого стекла с показателем преломлени  п5 1,46...1,52. При этом спектральна  характеристика покрытий имеет плавный ход изменени  величины остаточного отражени , причем в области минимального отражени  она достаточно полога.The spectral curves show that the proposed anti-reflection coating for a given wavelength of 250 nm makes it possible to obtain a minimum, less than 0.1% reflection for any glass with a refractive index n5 1.46 ... 1.52. At the same time, the spectral characteristic of the coatings has a smooth course of change in the magnitude of the residual reflection, and in this region of minimal reflection it is sufficiently canopy.

Claims (1)

, Как видно из кривых по фиг. 3, покрытие  вл етс  эффективным при использовании в диапазоне углов 0-40°. Формула изобретени As can be seen from the curves in FIG. 3, the coating is effective when used in the 0-40 ° angle range. Invention Formula Просветл ющее покрытие дл  ультрафиолетовой области спектра, содержащее три диэлектрических сло  с высоким пв и низким nw показател ми преломлени  и оптическими толщинами второго и третьего, счита  от подложки , слоев, равными 0,25ft , о т- личающеес  тем, что, с целью получени  остаточного отражени  R Ј0,1% на оптических элементах , с показател ми преломлени  пAn enlightening coating for the ultraviolet region of the spectrum, containing three dielectric layers with high pv and low nw refractive indices and optical thicknesses of the second and third, counted from the substrate, layers equal to 0.25 ft, which is residual reflection R Ј0.1% on optical elements, with refractive indices 1,46 - 1,62 дл  длины волны ft в спектральной области 190-400 нм, слой, прилегающий к подложке, выполнен с оптической толщиной 0,5 Pi ± ± 0,01 и показателем преломлени  n 1,38 + 0,01, а второй и третий слои выполнены с показател ми преломлени  nft 1,63 t 0,01, пм 1,38i ±0,01 соответственно.,1 1.46 - 1.62 for the wavelength ft in the spectral region of 190-400 nm, the layer adjacent to the substrate is made with an optical thickness of 0.5 Pi ± ± 0.01 and a refractive index of n 1.38 + 0.01, and the second and third layers are made with refractive indices nft 1.63 t 0.01, pm 1.38i ± 0.01, respectively., 1 Фиг. 1FIG. one 200 220200 220 2W 260 290 300 320 А,НМ2W 260 290 300 320 A, NM Фие.2Fie.2 II 2,5 22.5 2 15 с15 s 0.50.5 200200 1W1W 260 280 Фг/г.5260 280 Fg / g. 5 // // 300300 32O А,мм32O A, mm