171794. lajstromszámú szabadalom • Eljárás optikai réteg felvitelére vákuumtechnikai úton
MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGALATI TALÁLMÁNY Bejelentés napja: 1975. II. 6. Közzététel napja: 1977. X. 28. Megjelent: 1978. X. 31. (MA—2647) 171794 Nemzetközi osztályozás: G 02 B 5/08 G 02 B 5/28 Feltaláló: Lutter András tudományos munkatárs, Budapest Tulajdonos: MTA Központi Fizikai Kutató Intézete, Budapest Eljárás optikai réteg felvitelére vákuumtechnikai úton i Az eljárás speciális összetételű, periodikus szerkezetű optikai réteg előállítására vonatkozik, mely előnyösen alkalmazható elsősorban nagy teljesítményű lézer rezonátorokban interferencia tükörként, de természetesen egyéb, interferencián alapuló optikai eszközök (pl. 5 interferencia szűrő) előállításánál is alkalmazható. A lézerek működésükhöz olyan fényvisszaverő tükröket igényelnek, amelyeknek fényelnyelése igen kicsi. Ezek a tükrök vákuumpárologtatással vagy vákuumporlasztással készülnek. A tükör előállításánál eltérő 10 törésmutatójú anyagokat váltakozva párologtatnak átlátszó üveg vagy kvarc hordozóra. Az így készített sokrétegű dielektrikum rendszerekben, az egyes rétegek határfelületén reflektálódó fénynyalábok konstruktív interferenciája esetén a rétegszám növelésével tetszőleges 15 reflexiójú tükör állítható elő egy adott hullámhosszra. A konstruktív interferencia feltétele az, hogy az egyes rétegek optikai vastagsága éppen a hullámhossz negyedével legyen egyenlő. A nagyteljesítményű szilárdtest lézereknél igen nagy 20 probléma az alkalmazott tükröknek az intenzív fény hatására bekövetkező rongálódása. Ennek a rongálódásnak alapvető okai még nincsenek tisztázva, de a kutatók egyetértenek abban, hogy a rétegek határfelületein fellépő mechanikai feszültség nagy szerepet játszik ebben a 25 jelenségben. (A. J. Glass és A. J. Guenther: Applied Optics 1973. ápr. 12 kötet, 4. sz. 637 oldal;) A rétegek között fellépő mechanikai feszültséget egyes kutatók úgy próbálják csökkenteni, hogy az egyes anyagok helyett olyan anyagkeverékeket párolog- 30 tatnak a hordozóra, amelyeknek komponensei ellenkező előjelű mechanikai feszültséget mutatnak. Azonban a szóbajöhető anyagok kis száma miatt az ilyen módon készíthető tükrök előállithatósága igen korlátozott, és az előállítás folyamata rendkívül nehezen tartható kézben. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy egyetlen elpárologtatott anyagból képződő vékonyréteg optikai tulajdonságai a párologtatás paramétereinek változtatásával elég széles határok között változtathatók. Fémoxidok esetében például egy adott összetételű forrás és adott hordozó hőmérséklet esetén a képződő vékonyréteg oxigéntartalma és ezzel az optikai tulajdonsága a forrásanyag párolgási sebességétől és a maradék gáz oxigéntartalmától függ. A felvitt réteg törésmutatóját periodikusan változtathatjuk, ha adott gáznyomás mellett a párologtatási sebességet periodikusan változtatjuk, vagy adott párologtatási sebesség mellett a gáznyomást periodikusan változtatjuk. A gáznyomás periodikus változtatása előnyösen megoldható az oxigén beeresztő szelep nyitásával és zárásával. A szilícium-oxigén rendszer különösen alkalmas változó törésmutatójú rétegek létrehozására, mivel ebben a rendszerben tiszta szilíciumtól a szilícium-dioxidig minden összetétellel szobahőmérsékleten stabil vegyület állítható elő vékonyrétegben. Szilíciummonoxidnak 100—200 Á/perc sebességgel történő folyamatos párologtatásakor a két eltérő törésmutatójú szilíciumoxid 2.10~5 és 4.10 -4 torr oxigéngáznyomáson fog képződni a hordozón. Például egy nagy teljesítményű rubin 171794 1
