Автореферат (1149529)
Текст из файла
САНКТ - ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТАЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯНа правах рукописиНовикова Юлиана АлександровнаИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ КОНСТАНТПЛЕНОК ФТОРИДОВВ СРЕДНЕЙ ИК ОБЛАСТИ СПЕКТРА И СИНТЕЗ НА ИХ ОСНОВЕАХРОМАТИЧЕСКИХ ПРОСВЕТЛЯЮЩИХ ПОКРЫТИЙСпециальность 01.04.05 – ОптикаАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата физико-математических наукСанкт-Петербург – 2015Работа выполнена на кафедре физики Санкт-Петербургского государственного университетааэрокосмического приборостроенияНаучный руководитель:доктор физико-математических наук, профессор,Заслуженный работник Высшей школы РФКотликов Евгений НиколаевичОфициальные оппоненты:Полищук Владимир Анатольевичдоктор физико-математических наук,заведующий сектором электронной микроскопииСанкт-Петербургский национальный исследовательскийуниверситет информационных технологий,механики и оптикиПастор Александр Александровичкандидат физико-математических наук,доцент кафедры оптики физического факультетаСанкт-Петербургский государственный университетВедущая организация: Санкт-Петербургский национальный исследовательскийуниверситет информационных технологий, механики и оптики.Защита состоится «26» февраля 2015 г.
в ____ часов на заседании диссертационного советаД 212.232.45 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Санкт-Петербургскомгосударственном университете по адресу: 198504, Санкт-Петербург, Петродворец, ул.Ульяновская, д.1, Малый конференц-зал физического факультета.С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке имени М. Горького СПбГУ.Автореферат разослан «___» __________2015 г.Ученый секретарьдиссертационного совета Д 212.232.45по защите докторских и кандидатских диссертаций,доктор физико-математических наукСухомлинов В.С.3ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы.
Научно-технический прогресс в оптическом приборостроенииактивизировал развитие в области оптики и спектроскопии пленок и интерференционныхпокрытий. И наоборот, фундаментальные исследования в области физики тонких пленокпозволили создать принципиально новые типы систем оптоэлектроники.Основными параметрами, определяющими оптические свойства пленок, являютсядисперсия показателей преломления и поглощения. Для определения параметров оптическихпленок разработаны и успешно применяются на практике спектрофотометрические методы, воснову которых положен анализ спектров пленок и покрытий. Этой задаче в настоящее времяуделяется большое внимание.
Основныенеоднозначностьюисследованиианализапленок,трудности при ее реализации связаны сспектрофотометрическихобладающихспектров,дополнительнымивособенностиполосамиприпоглощения,отсутствующими в монокристаллах.Развитие оптического приборостроения невозможно без созданияновейшихинтерференционных покрытий. Для их синтеза требуются прозрачные оптические пленки снабором различных показателей преломления и минимальным поглощением в требуемомспектральном диапазоне.
Основными критериями качества пленочных материалов являются:прозрачность, показатель преломления, однородность, плотность, адгезия, твердость,механические напряжения, устойчивость к воздействию окружающей среды. В настоящеевремя не существует универсальных материалов, обладающих всеми вышеперечисленнымисвойствами. Их поиску и созданию также уделяется большое внимание.Перед современной физической оптикой стоит ряд проблем, которые необходимоучитыватьпривыборенаправленийдальнейшегоразвитиятеориисинтезаинтерференционных покрытий и возможности их практической реализации. Одна изосновныхзадач - создание оптических покрытий с требуемыми спектральнымихарактеристиками, устойчивыми к ошибкам в оптических параметрах слоев, неизбежными впроцессе изготовления.Введены различные критерии устойчивости и рассмотрена возможность ихприменения. В настоящее время эта задача также не имеет однозначного решения.В данной работе рассмотрены оригинальные спектрофотометрические методыопределения оптических констант пленок.
Они базируются на исключении из спектровпропускания и отражения поглощения пленок. Эти методы позволили впервые наблюдатьдополнительные дисперсионные зависимости пленок при наличии в них полос поглощения,4отсутствующих в монокристаллах. Предлагаются и исследуются новые оптическиематериалы на основе фторидов в средней ИК области спектра. Предложен критерийустойчивости синтезированных покрытий и проведен сравнительный анализ с другимикритериями. С использованием введенного критерия устойчивости синтезирован иреализован ряд ахроматических просветляющих покрытий в средней ИК области спектра.Таким образом, актуальность работы определяется: разработкой оригинальныхметодов определенияоптических констант пленок; исследованиемпленок фторидов;поиском новых пленкообразующих материалов; решением задачи устойчивости синтезапокрытий;синтезомсиспользованиемвышеперечисленныхзадачахроматическихпросветляющих покрытий.Целью диссертационной работы является исследование оптических константпленок фторидов и их применение для создания ахроматических просветляющих покрытий.Для достижения поставленной в работе цели необходимо решить следующие задачи:1.Предложить и разработать методику исследования дисперсионных зависимостейоптических констант пленок при наличии сильных полос поглощения.2.Исследовать дисперсионные зависимости оптических констант пленок BaF2, YF3, CaF2.3.Исследовать оптические константы и свойства новых пленкообразующих материаловна основе бифторидовиттрия, бария, кальция, магниядля средней ИК областиспектра.4.Предложить и разработать методику коррекции интерференционных покрытий впроцессе синтеза и изготовления.5.Разработать методику синтеза ахроматических просветляющих покрытий.6.Синтезироватьахроматическиепросветляющиепокрытиясиспользованиемисследуемых пленок на подложках из Si, Ge, ZnSe.Объектом исследования являются оптические свойства пленок и тонкопленочныепокрытия.Предметом исследования являются методы нахождения оптических константпленок, в том числе пленок фторидов и бифторидов, а также проектирование и изготовлениеахроматических просветляющих покрытий.Научная новизна работы заключается в следующем:1.Предложена методика определения оптических констант пленок, базирующаяся накоррекции спектров и исключении поглощения в них.2.Исследованы дисперсионные зависимости оптических констант пленок BaF2, YF3, CaF2в среднем ИК диапазоне.53.Предложены и исследованы двойные фториды BaxMe1-xF2, YxMe1-xF2+х в среднем ИКдиапазоне.4.Разработано программное обеспечение для определения оптических констант.5.Предложена методика, в основе которой лежит введенный критерий устойчивостисинтезированных интерференционных покрытий.6.Создано программное обеспечение для анализа устойчивости интерференционныхпокрытий.7.Модернизировано программное обеспечение Film Manager, которое позволяетпроводить замену начальной конструкции эквивалентной структурой, типа HLH илиLHL.Практическая значимость полученных результатов1.Получение и исследование оптических свойств фторидов и новых пленкообразующихматериалов: BaF2-MgF2, BaF2-CaF2, YF3-BaF2 в средней ИК области спектра.2.Создание программного обеспечения для определения оптических констант пленок всредней ИК области спектра.3.Составление базы данных по оптическим константам тонких пленок, которая позволяетучесть вызываемые ошибки в расчетах синтезируемых покрытий.4.Разработка методов анализа коррекции синтезированных покрытий в процессе ихизготовления.5.Синтез, изготовление и исследование просветляющих покрытий для средней ИКобласти спектра.6.Использование результатов работы при выполнении ряда НИР, проводимых в СанктПетербургском государственном университете аэрокосмического приборостроения.7.Использование результатов работы на предприятиях ОАО НИИ «Гириконд», ОАО«Тидекс».8.Использование результатов при чтении спецкурсов по направлению «Оптотехника» вСанкт-Петербургскомгосударственномуниверситетеаэрокосмическогоприборостроения.Достоверностьрезультатовобеспечиваетсяихсогласиемсрезультатамитеоретических и экспериментальных исследований, использованием аттестованных методики аппаратных средств измерений.На защиту выносятся следующие научные положения:1.Методика определения ОК пленок по спектрам пропускания и отражения в средней ИКобласти спектра при наличии сильных полос поглощения.62.Результаты экспериментальных исследованийпо наблюдениюдополнительнойдисперсии оптических констант пленок в областях поглощения, отсутствующих вмонокристаллах.3.Результаты исследования влияния легирующих добавок на оптические характеристикипленок BaF2 и YF3 в средней ИК области спектра.4.Результаты данных по оптическим константам пленкообразующих веществ на основефторидов и бифторидов.5.Методика анализа устойчивости интерференционных покрытий и программноеобеспечение для нее, в основе которой лежит введенный критерий устойчивости.6.Синтез, изготовление и исследование широкополосных просветляющих покрытий дляподложек из ZnSe, Si, Ge в средней ИК области спектра.Реализация результатов работы.
Материалы работы использованы при чтенииспецкурсов «Прикладная оптика», «Оптика лазеров», «Проектирование интерференционныхпокрытий», «Оптические измерения тонких пленок», «Технология изготовления тонкихпленок»,читаемыхпонаправлению«Оптотехника»накафедрефизикиСанкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения. Атакже при выполнении ряда НИР, проводимых в Санкт-Петербургском Государственномуниверситете аэрокосмического приборостроения и на предприятиях ОАО НИИ «Гириконд»,ОАО «Тидекс».Апробация результатов работы. Основные результаты диссертационной работыдокладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: научная сессияГУАП, Санкт-Петербург 7-11 апреля 2014; VIII Международная конференция молодыхученых и специалистов «Оптика–2013», ИТМО, Санкт-Петербург 14-18 октября 2013;научная сессия ГУАП, Санкт-Петербург 8-13 апреля 2013; II Всероссийская конференция пофотонике и информационной оптике.
М.: НИЯ МИФИ, 23-25 января 2013; 15th InternationalConference «Laser Optics 2012», SPb, june 25-29, 2012; VII Международная конференция«Фундаментальные проблемы оптики – 2012», ИТМО, Санкт-Петербург 15-19 октября 2012;научная сессия ГУАП, Санкт-Петербург 9-13 апреля 2012; VII Международная конференциямолодых ученых испециалистов "Оптика–2011", ИТМО, Санкт-Петербург 17-21 октября2011; научная сессия ГУАП, Санкт-Петербург 9-13 апреля 2011; научная сессия ГУАП,Санкт-Петербург 9-13 апреля 2010.Публикации. В диссертации обобщены результаты 19 работ автора, которые указаныв списке литературы.
Четыре работы опубликованы в журналах из перечня ведущихпериодических изданий ВАК.7Личное участие автора. В материалах совместных работ личный вклад автораявляется определяющим. Основная часть теоретических и экспериментальных исследованийвыполнена автором самостоятельно. Формулировка направленийи исследований,обсуждение и интерпретация результатов проводилась совместно с научным руководителем.Структура и объемы работы.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
