189901. lajstromszámú szabadalom • Szélessávú, reflexiónövelő rétegrendszer
5 189901 6 {2N+j (j=—1,01)) dielektrikum réteget tartalmaz. A rétegrendszer 1« hullámhossz középpont körüli tartományra biztosítja az akromatikus, monokromatikus reflexió feltételt. A rétegrendszert hordozó közeg törésmutatója n», és az azt követé közeg törésmutatója n«. A páratlan sorszámú rétegek törésmutatója ni, a páros sorszámú rétegek törésmutatója ni. A találmány szerint a páratlan vagy páros rétegek óssz-optikai vastagsága (N+l) ^ továbbá bármely két egymás után következő - no és n»-et kivéve - páros, vagy páratlanszámú réteg optikai vastagságának különbsége ^ q, vagy(l-q) ahol 0,85<q<l,15. 4 A találmány szerinti rétegrendszer lehetőséget ad a vázolt reflektáló elemek megvalósítására, azaz mind szélessávú magas reflexiójú dielektrikumból álló, fém dielektrikum rétegekből kialakított tükrök mind különböző áteresztésű akromatikus és vagy monokromatikus különböző beesési szögre alkalmas nyalábosztók kidolgozására. A találmányt az alábbiakban a rajz segítségével ismertetjük részletesebben. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti szélessávú reflexiónöveló rétegrendszer lehetséges kiviteli alakjának áteresztési görbéje látható a hullámhossz függvényében, a 2. ábrán további kiviteli alak áteresztési görbéje látható, a 3. ábra a 2. ábra szerinti kiviteli alak reflexiógórbéje 45° beesési szög mellett, a 4. ábra további kiviteli alak reflexiógórbéje, az 5. ábra újabb kiviteli alak roflexiógörgé- ■ je, a 6. ábrán másik lehetséges kiviteli alak reflexiója látható, és a 7. ábra további lehetséges kiviteli alak reflexiója látható. N=2 és j=l esetén a szélessávú reflexiónöveló rétegrendszer öt dielektrikum rétegből áll. A rétegrendszert megelőző közeg törésmutatója no=l, a rétegrendszert követő hordozó törésmutatója na=l,75. A páratlan rétegek törésmutatói: m=n3=ns=l,33 és ezen törésmutatóhoz tartozó optikai vastagságok pedig 1« középponti hullámhossz negyedrésze. A páros rétegek törésmutatója ni=n«=2,4 és a találmány szerinti optikai vastagságok értékei: mdx= ; n«d4= . Ha rétegrendszert a fenti rétegvastagságokkal elkészítjük, úgy egy szélessávú akromatikus nyalábosztót kapunk, melynél az áteresztés középértéke a reflektált fény középértékével egyezik meg, azaz 50%-os áteresztésű a réteg. A fent megadott értékekkel a reflexió értékét a találmány szerint meghatározhatjuk: Rí. = ( kf )* ahol a= g ( û» Y«=0,492 azaz 49,2%. Az 1. ábra a találmány szerinti rétegrendszer áteresztését ábrázolja. A vízszintes tengelyre egyrészt ^ értékei, másrészt nem lineáris skálában 1«=492 választással a hullámhossz van feltüntetve. A rétegrendszer li=37l£l£li=729 nanométer hullámhossz tartományban 0,49íRá0,51 egyenlőtlenségnek megfelelő reflexiójú. Az ábra alapján megállapítható, hogy a találmány szerinti rétegrendszer a teljes látható tartományt lefedi, lényegében a legszigorúbb előírásoknak is eleget téve a reflexiót illetően. A fenti rétegrendszernél amennyiben az egyes dielektrikum rétegek anyagát megváltoztatjuk, azaz más törésmutatójú rétegeket készítünk, továbbá a hordozó n« törésmutatóját is alkalmasan választjuk, akkor a reflexió értéke 0,1<R<0,65 lesz. A kapott rétegrendszerrel szélessávú akromatikus nyalábosztókat készíthetünk. A találmány további kiviteli alakja az előbbi feladat megoldására irányul arra az esetre, amikor a rétegrendszert megelőző és követő közeg törésmutatója azonoB, azaz na=n< valamilyen üveghordozó, pl. az optikában leggyakrabban használt üveganyag, melynek törésmutatója 1,52 körüli érték. A találmány szerinti megoldás a fenti esetre j=0 és N=3 esetén adódik. A rétegszám ez esetben hat. Az egyes dielektrikum rétegek törésmutatói az alábbiak: ni=m=ng=2,14, a párosszámú rétegeké nx=n4=n«=l,38. Ezen p&roe rétegek optikai vastagsága: nxidxi= V.A páratlan rétegek optikai vastagságai: mdi= ^ njdj= 2 ^ mds= 3 ^ . Látható, hogy a találmánynak megfelelően bármely kél egymásután következő páratlan réteg optikai vastagságának különbsége továbbá ezen rétegek optikai vastagságának összege (N+l) azaz a fenti esetre 1«. A 2. ábra szemlélteti ezen rétegrendszer áteresztési görbéjét a hullámhossz függvényében. Az áteresztés értéke átlagértékben 0,5 a 450 nanométer - 650 nanométer hullámhossz tartományban. Maximális eltérés a határokon 2,5%. Fenti esetben a középponti hullámhosszat 1«=509 nm választottuk. A fenti rétegrendszer merőleges beesésre biztosítja az 50%-os áteresztést, illetve reflexiót. Nem merőleges beesésnél a fenti rétegrendszernél a középponti hullámhossz eltolódik, továbbá a reflexió értéke a beesési szög növekedésével csökken. A 2. ábrának megfelelő rétegrendszert 45°-os beesés esetén a 3. ábra szemlélteti. A reflexió értéke átlagban 0,4-re csökken, és a középponti hullámhossz azonos rétegvastagság eBetén 509 nanométerről 634 nanométerre tolódik, ha a rétegrendszer továbbra is a látható tartomány 450 nanométer - 650 nanométer közepére kívánjuk alkalmazni. A 3. ábrán a reflexió értékét tüntettük 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
