188519. lajstromszámú szabadalom • Nagy reflexiójú interferenciatükör több spektrumsávra
1 188 5 J9 2 A találmány tárgya interferenciatükör, mely több, egymástól különálló spektrumsávra nagy reflexióval van kialakítva, és a fényt ezekben a spektrumsávokban kis elnyelési és szórási veszteséggel veri vissza. Ilyen tükröket elsősorban olyan optikai berendezéseknél alkalmaznak, ahol több, egymástól leválasztott spektrumvonalnak vagy spektrumsávnak a lehető legkisebb veszteséggel kell tükröződnie. Egyik legfontosabb alkalmazási terület a gázlézerekben alkalmazott rezonátortükör, amely gázlézer több lézer-hullámhosszal működik, és ahol az elnyelési és a szórási veszteségek a különböző hullámhoszszúságok kimenő teljesítményeiben igen kicsik kell legyenek. Ismeretesek olyan nagy visszaverőképességű tükrök, amelyek az interferencia elven működnek, és amelyek váltakozó rétegekből kialakított rendszerként vannak kialakítva, álról a rétegek váltakozva nagy és kicsi törésmutatóval rendelkeznek, a veszteség kicsi, és a rétegek nem fémből vannak kialakítva, és a kiképzett rétegek egy tükörtest felületére egymás felett vannak kialakítva. A rétegek optikai vastagsága a maximálisan visszavert Ám hullámhosszúságnak az 1/4-re van megválasztva, és a rétegek száma a nagy reflexió érdekében igen nagy kell legyen. Erről ír például a Physik 142. száma a 21—41 oldalon, amely Physik 1955-ben jelent meg. Az ilyen jellegű, jól reflektáló interferenciatükröknek hiányosság;: az, hogy — eltekintve a magasabb interferenciarendekből — a kívánt magas reflexió csak egy igen szűk spektrumtartományban érhető el, amely spektrumtartomány a X,n hullámhosszúság közelében van. Olyan hullámhosszúságú fénysugarak reflexiója, amelyeknek hullámhosszúsága Xm közvetlen környezetén kívül esik, ezekkel az interferenciatükrökkel nem reflektálható. Ugyanebben az irodalmi forrásban olyan interfereneiatükrök is ismertetve vannak, amelyeknél a rétegszám kicsi, és amelyek szélesebb reflexiótartománnyal rendelkeznek, amelyeknek azonban hátránya, hogy a reflexiós hatásfoka kicsi. Azok a tükrök, amelyek magas reflexióval rendelkeznek, cs szélesebb vagy több spektrumsávra egyaránt jó reflexiót biztosítanak, szintén ismertek. Ezek a tükrök úgy vannak kialakítva, hogy különböző váltakozó rétegekből kiképzett rétegcsoportokat tartalmaznak, ahol a rétegek száma nagy, és ezeknél a nagy reflexiót vagy az üveglapnak, vagy annak a felületnek, amelynek segítségével a rétegek fel vannak vive, e ülső vagy háíulsó oldalán elhelyeze •- rétegekkel érik el. Az egyes váltakozó rétegekből kiképzett rétegcsoportok különböző X/4 optikai vastagságra vannak méretezve, és mind a különböző sávszélességekben maximálisan re flektálandó hullámhosszúság XmJ, km2...Xmn sávszélességhez vannak illesztve. Erről olvashatunk az Optics of Thin Films című könyvben, amely Londonban jelent meg 1976-ban, valamint a 141 659 számú szovjet szerzői tanúsítványban, valamint a 417 997 számú svájci szabadalmi leírásban. Hátránya ezeknek a tükröknek, hogy az egyes suektrumsávoknak a fénye, amely spektrumsávok a váltakozó rétegekből felépített rétegcsoport mélyebb rétegeiben vagy rétegcsoportjaiban verődnek vissza, más spekirumsávokon is át kell haladniuk, és elnyelési és szórási veszteségük elég nagy. Azokhoz a fénysugarakhoz képest, amelyek a fény beesési irányára vonatkoztatva a legelső, illetőleg legfelső váltakozó rétegekből kiképzett rétegcsoportról reflektálódnak. Ennek tehát az. eredménye az, hogy a több reflexiósávban különbözőek lesznek az elnyelési és szórási veszteségek, vagyis egy magasabb reflexió mindegyik tartományban nem valósítható meg. Annak érdekében, hogy a reflektált sáv kellően széles legyen és az átmenet a reflexióssáv és az áteresztési tarto- 5 mány között megfelelően meredek legyen, interferencia szűrőket szokás alkalmazni, amelyeknek lényege az, hogy a két különböző rétegcsoport között, amelyeknek reflexiós hatásfoka nagy, úgynevezett átmeneti réteg van elhelyezve. Ilyen elrendezést ismertet a 458 780 számú 10 svájci szabadalmi leírás. Ezeknek az elrendezéseknek hiányossága, hogy jóllehet a spektrum tartomány széles, és a transzmiss?.ió alacsony, a gyakorlat azonban azt mutatta, hogy az abszorpciós veszteség nagy, és magas reflexió nem érhető el. 15 Ismeretes továbbá egy egyszerű csatolt sávszűrőrendszer, amely tisztán dielektromos rétegekből, vagy pedig fém cs dielektromos rétegek kombinációjából áll. Erről ír az Optics of Thin Films című könyvében John Wiley a 162—177 oldalon (London, 1976). Ezeknek a 20 sávszűrőknek az a feladata, hogy egy nagy átviteli tényezőjű sávsz.űről hozzanak létre, amelyeknek mindkét oldalához kis átviteli tényezőjű zárótartományok vannak csatlakoztatva. Ezeknek az elrendezéseknek is hiányossága az, hogy a zárótartomány okban a záróhatás a ref- 25 lexió mellett szintén a réteg abszorpciós hatásán alapul. A fent említett irodalmi forrásban a sávszűrőnek működésével és előállításával kapcsolatosan nem találhatunk semmiféle kitanítást, amely arra vonatkozna, hogy az ilyrnódon előállított rétegrendszerek az ismert interferencia 30 tükrökhöz képest mennyivel előnyösebbek, és hogy két spektrumsávra vonatkozó tükörként alkalmazhatók-e. Ismeretes még magasabb interferenciarenddel rendelkező váltakozó rétegekből kiképzett rétegrendszer is, amelyeknek célja, hogy több tartományban magas ref- 35 lexiót hozzanak létre. Erről Ír a Glástechnik 1951-ben kiadott száma a 24. kötet, 147—148 oldalakon, valamint a 381 055 számú szovjet szerzői tanúsítvány. Ezeknek az a hiányossága, bogy az interferenciarendnek megfelelő részrétegek optikai vastagsága nagy kell legyen. Ez a gya- 40 korlatban a teljes rendszerre vonatkoztatva igen nagy össz-szélességhez vezet, és ennek eredménye az is, hogy a vastagabb részrétegeknél az abszorpciós és a fényszórási veszteség is nagyobb. Ezen túlmenően pedig az ilyen rétegrendszereknek a mechanikai szilárdsága is csekély. 45 A találmány célul tűzte ki, hogy a bevezetőben ismertetett hiányosságokat oly módon küszöbölje ki, hogy olyan interferenciatükröt hozzon létre, amely egyidejűleg alkalmas több, egymástól leválasztott spektrumsávban történő magas reflexió megvalósítására úgy, hogy az 50 abszorpciós és a fényszórási veszteségek kicsik lesznek. A találmány feladatául tűzte ki, hogy réteges elrendezésű interferenciatükröt hozzon létre, amelynél az abszorpciós és fényszórási veszteségek a különböző spektrumsávokban a melyebben fekvő rétegekben nem növe- 55 kednek, és ugyanakkor a réteges elrendezés összvastagsága kicsi marad. A találmány tárgya ínterferenciatükör több spektrumsávra nagy reflexióval, amely egy alapból és arra felvitt váltakozó rétegekből kiképzett rétegcsoportokból áll, 60 ahol a nemfémes optikailag kis veszteséggel kiképzett 2—9 réteg úgy van egymás fölött elhelyezve, hogy a nagy és a kis törésmutatójú rétegek váltakozva vannak elhelyezve. A találmány szerinti interferenciatükör lényege abban 65 van, hogy az egymással szomszédos azonos vagy külön-2
