Согласующее покрытие Советский патент 1986 года по МПК G02B1/11 

Фиг.

Изобретение относится к квазиоптической технике, а именно к просветляющим покрытиям, которые могут использоваться в квазиоптических элементах различного назначения преломляющих узлах (линзах, призмах, фазовых пластинках), окнах, полупрозрачных зеркалах.

Цель изобретения - расширение рабочей полосы частот.

На фиг. 1 представлена структурная схема согласующего покрытия, используемого в фазовой пластинке; на фиг. 2 - согласующее покрытие,используемое в квазиоптическом окне; на фиг. 3 - согласующее покрытие, используемое в полупрозрачном зеркале.

Согласующее покрытие содержит по край- ней мере один слой 1 материала, нанесенный на подложку 2, прозрачную для электромагнитного излучения, при этом импеданс слоя 1 материал выбирается из указанных соот- нощений.

Согласующее покрытие работает следующим образом.

При падении электромагнитного излучения на слой 1 материала излучение проходит внутрь подложки 2, частично отражаясь наружу и частично поглощаясь в слое 1 мате- риала, проходит сквозь подложку 2 и частично отражается от поверхности раздела подложки 2 и окружающей среды. Отраженная часть излучения вторично проходит сквозь подложку 2 и благодаря согласованию им- педансов подложки 2 и окружающей среды выходит наружу без отражения, т. е. не вносит искажений в падающее излучение.

Аналогичный процесс происходит и при отражении (в случае полупрозрачного зеркала).

Таким образом, в результате устранения отражений излучения от границы раздела путем согласования импедансов подложки 2 и окружающей среды с использованием слоя 1 материала достигается уменьщение зависимости амплитуды коэффициента пропускания от частоты и линеаризация фазы коэффициента пропускания от частоты.

Указанный эффект обеспечивается при фазовой толщине слоев 1 материала, не превышающей V10, где Я, - средняя длина волны рабочей полосы частот (причем эффект максимален при нулевой фазовой толщине). Это означает, что в качестве согласующих покрытий должны использоваться слои 1 материала с высокой электропроводностью.

например металлы. Возможно использование многослойных согласующих покрытий, содержащих слои различных металлов, а также слои различных металлов и легированного полупроводника, разделенные слоями диэлектрика, в том числе слои с управляемой проводимостью, например, на основе структур металл-диэлектрик-полупроводник (МДП). Согласующее покрытие может быть однородным или неоднородным по поверхности (в частности, слои 1 материала могут быть нанесены только на часть подложки 2, куда падает излучение), изотропным или неизотропным (например, в виде электропроводной сетки).

Наибольший положительный эффект дает использование изобретения в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах.

Формула изобретения

. Согласующее покрытие, содержащее по крайней мере один слой материала, нанесенный на подложку, прозрачную для электромагнитного излучения, отличающееся тем, что, с целью расщирения рабочей полосы частот, импеданс Z слоя материала выбран из соотнощений

cos@ Wi

1

200562

для S-поля- ризации;

для Р-поля- ризации.

0

5

5

где Wi - волновое сопротивление подложки;

U/2 - волновое сопротивление окружающей среды;

01 - угол между нормалью к поверхности подложки и направлением распространения излучения внутри нее;

&2 - угол между нормалью к поверхности подложки и направлением распространения излучения в окружающей среде,

при этом суммарная фазовая толщина слоев материала не превышает Х/10, где К - средняя длина волны рабочей полосы частот. 2. Покрытие по п. 1, отличающееся тем, что слой материала выполнен из металла.

Фиг.З

Изобретение может использоваться в квазиоптических элементах различного назначения и обеспечивает расширение рабочей полосы частот. На подложке 2, прозрачной для электромагнитного излучения, нанесен слой 1 материала. Импеданс слоя 1 выбирается из соотношений l/Z Cos0|/tt5- Со5в2/и 2 (для 5-поляризации)51/г 1/№ | xCosQi - /W2CosQ2 (для Р-поляризации). Электромагнитное излучение падает на слой 1, проходит через подложку 2 и частично отражается от поверхности раздела подложки и окружающей среды. Отраженная часть излучения вторично проходит сквозь подложку и выходит наружу без отражения. Это обеспечивается согласованием импедансов подложки и окружающей среды с использованием слоя 1 материала. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. / ю ю 00 о О)