Автореферат (1149529), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Вработе эта методика развита для синтеза ахроматических просветляющих покрытий. Дляэтого автором была модернизирована программа Film Manager. В неѐ были добавленыследующие дополнения:131.Внедрили опцию замены пленки с произвольным показателем преломления наэквивалентную трехслойную структуру типа HLH или LHL (H – высокопреломляющийслой, L – низкопреломляющий слой).2.Ввели замену трехслойной структуры типа HLH или LHL на реальные пленки из базыданных.3.Ввели учет отражения от обратной стороны подложки.Эти дополнения в программе были необходимы для синтеза различных покрытий, впервую очередь просветляющих (антиотражающих).Глава 4 посвящена анализу устойчивости синтезированных покрытий. В диссертациипредставлен обзор имеющихся работ, касающихся анализа устойчивости.

Отмечено, чтовопросыисследованияустойчивостимногослойныхструктуррассматриваютсянедостаточно. Предложена методика, в основе которой лежит введенный критерийустойчивости на основе исследования трансформации спектров при конечных ошибках втолщинах слоев. Величина критерия устойчивости выражается как:Fk N  1  T (i , Dk )  T (i , Dk  Dk )  Dk N  iDk   N 1   T (i , Dk )  T (i , Dk  Dk ) .N  i(12)Для реализации этой методики создано программное обеспечение на языке WolframMathematica-8.0, которое позволяет производить коррекцию в слоях.На рисунке 10 приведены примеры гистограмм устойчивости по слоям длясветоделительного покрытия, где λ0 – опорная длина волны.

Из рисунка 10 видно, чтоошибки разного знака могут давать существенные различия в некоторых слоях. Для 1-го и 3го слоев величина критерия устойчивости ∆Fk симметрична относительно знака ошибки. Для5-го и 7-го слоев - ассиметрична. Другими словами, изменение знака ошибки должнопривести к существенному изменению критерия устойчивости.В диссертации приведены примеры сравнительного анализа методик определенияустойчивости спектральных характеристик: для полосовых интерференционных фильтров,ахроматических просветляющихи светоделительных покрытий.

Анализ показал, чтоустойчивость, определенная по первой производной функции качества практически нигде несоответствует реальной. Устойчивость, определенная по второй производной позволяетвыявить в структуре покрытияслои, наиболее критичные к изменению оптическойтолщины, но при этом количественные расхождения оптических толщин в слоях14существуют.

Устойчивость, определяемая по первой производной от спектра пропускания,для малой ошибки дает хорошие результаты, но с увеличением ошибок начинаютсярасхождения с расчетными сдвигами.(а)(в)(б)Рис. 10. Гистограммы устойчивости по слоям(а) – ошибка в толщине 0.01λ0 мкм; (б) – ошибка в толщине 0.075λ0 мкм;(в) – ошибка в толщине -0.075λ0 мкм.Показано, что для полосовых интерференционных фильтров оптимальными являютсякритерии устойчивости, предложенные нами и в работе по первой производной от спектрапропускания.Для просветляющих ахроматических покрытий введенный нами критерий даетхорошие результаты для любых видов ошибок.Для светоделительных покрытий введенный нами критерий устойчивости даетнаилучшие результаты.Таким образом, предложенная методика анализа устойчивости предоставляетвозможность уже на первом этапе синтеза покрытия выявить в структуре слои, которыенаиболее критичны к изменению оптической толщины, и прогнозировать их коррекцию впоследующих слоях.Глава5посвященасинтезу,разработкеиисследованиюахроматическихпросветляющих покрытий для средней ИК области спектра.

В ней рассмотрен поэтапныйпроцесс синтеза, включающий выбор начального приближения в виде равнотолщинныхпленок, оптимизацию по показателям преломления слоев, замену слоев эквивалентнымикомбинациями, оптимизацию просветляющих покрытий по толщинам слоев, расчет функциикачества и анализа устойчивости.15Модернизированная программа Film Manager позволяет проводить замену начальнойконструкции на эквивалентные структуры, типа HLH или LHL. На рисунке 11 приведеныспектральныехарактеристикиначальногоприближенияиреальнойструктуры(оптимизированной эквивалентной структуры) на подложке из кремния (Si).При анализе полученных результатов видно, что спектральные характеристикибазовых структур почти совпадают со структурами, в которых несуществующие в природепоказатели преломления заменялись на эквивалентные слои из реально существующихматериалов.Рис.11. Спектральные характеристикиРис.12.

Спектры синтезированного иначальной 6-ти слойной структуры иреализованного покрытий на основеоптимизированной эквивалентнойпленок Ge, ZnSe, BaF0.98Mg0.02F2 наструктуры (типа LHL) для 10-типодложке Si.слойного покрытия на подложке из SiНа рисунке 12 приведены экспериментальный и теоретический спектры пропусканияи отражения покрытий на основе пленок Ge, ZnSe, BaF0.98Mg0.02F2 на подложке Si.В диссертации приведены примеры практической реализации ахроматическихпросветляющих покрытий для средней ИК области спектра с внедрением исследуемыхсмесей: BaF0.98Mg0.02F2 и Y0.67 Ba0.33 F2.67 на подложках из Si, Ge и ZnSe в средней ИК областиспектра. Практически все синтезируемые покрытия были реализованы на практике напредприятиях ОАО НИИ «Гириконд», ООО «Тидекс».

Все реализованные покрытияотличаютсявысокоймеханическойпрочностьюдемонстрирует эффективность исследуемых смесей.ихимическойстойкостью.Это16В заключении сформулированы основные выводы и результаты работы.1.Разработанаметодикаисследованияоптическихконстантпленок(показателяпреломления и поглощения), базирующаяся на коррекции поглощения в спектрахпропускания и отражения, позволяющая решать задачу нахождения оптическихконстант при наличии сильных полос поглощения.2.Составлена программа, которая поддерживает разработанную методику нахожденияоптических констант численными методами на языке Wolfram Mathematica - 8.0.3.Проведены исследования оптических констант (ОК) пленок фторидов, которыенаиболее перспективны в средней ИК области спектра. Определены ОК пленок YF3,BaF2,CaF2 в диапазоне спектра 2-12 мкм.4.Проведены исследования оптических констант (ОК) пленок двойных фторидов(бифторидов), которые наиболее перспективны в средней ИК области спектра BaF2MgF2, BaF2-CaF2, YF3-BaF2.5.Впервые наблюдалось наличие дополнительной дисперсии пленок в областяхдополнительного поглощения (3 мкм и 6 мкм), отсутствующих в монокристаллах.6.Приведена база данных по оптическим константам тонких пленок YF3, BaF2, CaF2,98%BaF2+2%MgF2, 90%BaF2+10%CaF2, 67%YF3+33%BaF2, 50% YF3+50% BaF2 и 67%YF3 + 33% CaF2.

В базе использованы, как имеющиеся литературные данные, так иоригинальные результаты исследования в области спектра 2-12 мкм.7.Разработана методика анализа устойчивости синтезированных покрытий, в основекоторой лежит введенный критерий на основе трансформации спектров при конечныхошибках в толщинах слоев.8.Для анализа критериев устойчивости была создана программа, написанная на языкеWolfram Mathematica - 8.0.9.Проведен сравнительный анализ методик определения устойчивости спектральныххарактеристикдляполосовыхинтерференционныхфильтров,ахроматическихпросветляющих и светоделительных покрытий.10.

Предложена методика синтеза просветляющих покрытий, которая базируется наиспользовании базовых структур из пленок с произвольными значениями показателейпреломления и последующей заменой части пленок эквивалентными слоями спомощью модернизированной программы Film Manager и предложенным анализомустойчивости синтезированных структур.11.

Результаты работы синтеза просветляющих покрытий на подложках из Si, ZnSe, Ge всреднем инфракрасном диапазоне спектра использованы при выполнении ряда опытно-17конструкторских работ, проводимых на предприятиях ОАО НИИ «Гириконд», ООО«Тидекс».Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работахПо перечню ВАК:1.Котликов Е.Н., Иванов В.А., Моцарь Е.В., Новикова Ю.А., Тропин А.Н. Анализустойчивости спектральных характеристик многослойных оптических покрытий //Оптика и спектроскопия. – 2011 г.

– Т.111. – № 3. – С.515-520.2.Котликов Е.Н., Новикова Ю.А. Программное обеспечение для анализа устойчивости икоррекции интерференционных покрытий // Научный журнал, информационноуправляющие системы. – 2013 г. – № 1(62). – С. 41– 46.3.Котликов Е.Н., Новикова Ю.А. Сравнительный анализ критериев устойчивостиинтерференционных покрытий // Оптический журнал.

–2013 г. - Т. 80. – № 9. – С. 61-67.4.Котликов Е.Н., Новикова Ю.А. Исследование оптических пленок BaxMg1-xF2 // Оптикаи спектроскопия. – 2014 г. – Т.117. – № 3. – С.48-52.Другие публикации:5.Котликов Е.Н., Лавровская Н.П., Новикова Ю.А., Тимофеевский А.В., Шалин В.Б.Оптические константы пленок фторида иттрия. Научная сессия ГУАП: Сб. докл.: В 3 ч.Ч.1. Технические науки / СПб.: ГУАП. – 2010 г. – С.160-163.6.Котликов Е.Н., Новикова Ю.А., Прокашев В.Н., Тимофеевский А.В. Исследованиеоптических пленок Yx Ba1-x F2+x. Научная сессия ГУАП: Сб.

Характеристики

Список файлов диссертации