Способ нанесения просветляющего покрытия Советский патент 1993 года по МПК G02B1/10 

Изобретение относится к способам однослойного просветления оптических элементов и может быть использовано в оптическом приборостроении, оптоэлектронной и лазерной технике, в частности для однослойного просветления оптических кристаллов с показателем преломления п 1,8-2 без предварительного прогрева.

Наиболее часто для просветления оптических элементов используют способы нанесения многослойных просветляющих покрытий. Недостаток многослойных покрытий в том, что для их получения необходимо точно измерять толщину каждого слоя, что невозможно без сложной аппаратуры, а механические свойства покрытия, как правило, ухудшаются с ростом количества слоев..

Когда показатель преломления оптического элемента близок к квадрату показателя преломления просветляющего покрытия, используют однослойное просветление. В случае однослойного просветления для получения необходимой толщины необходимо лишь зафиксировать экстремум интер- ференционжой картины, что значительно упрощает измерение толщины. Недостатком известных способов нанесения однослойного просветляющего покрытия являет, ся необходимость подогрева оптического элемента в процессе нанесения, что не всегда приемлемо(например, при просветлении акустооптичёских модуляторов с индиевыми электродами).

Известен способ получения просветляющего покрытия из оксида алюминия на подложках из парателлурита без предварительного их прогрева. Такое просветление удобно использовать для оптических элементов с п 2,4. Для элементов п 1,8-2 данный способ непригоден.. ,.

,- - -- .-... %,

Наиболее близким к заявляемому является способ нанесения просветляющего покрытия, включающий термическое напыление в вахууме на оптический элемент при комнатной температуре однослойного фторида магния толщиной, кратной четверти длины используемого излучения, с ионным бомбардированном поверхности- кислородом в процессе нанесения. Недостатком известного способа является необходимость бомбардировать поверхность ионами кислорода с энергией 100 эВ в

Х|

О

со N о о

процессе нанесения для улучшения адге- зии, что усложняет технологию нанесения;

Цель изобретения - упрощение технологии нанесения просветляющего покрытия. ...

Цель достигается тем, что по способу нанесения просветляющего покрытия, включающему термическое напыление в вэ- кууме на оптический элемент при комнатной температуре.однослойного фторида магния толщиной, кратной четверти длины используемого излучения, напыление проводят под углом 30-60° к нормали к напыляемой грани при скоростях осаждения не

болееБ А,СГ ,;: ;Vv:j,--;:, ;- ,;...: . ...

Сопоставительный анализ С прототипом показывает, что заявляемый способ отличается тем, что напыление проводят под углом 30-60° к нормали к напыляемой грани при скоростях осаждения не более 5 A. Таким образом, заявляемый способ сорт- : ветствуёт критерию Новизна, ;:;:; ; ; V . Сравнение заявляемого решения, не. только С прототипом но и С другими1 тёхни- ч ёскйми решениями в данной области тех- нйки не позвОлилЬ выявить в них признаков-, схбдных с существенными стличитёльн.Цми /признакёми в заяв лявмом способе, что позволяет сделать вывбд о соответствии критерию Существенные отличия, :

При термическом напылении просветляющих пленок MgF2 для лучшей адгезии подложки нагревают до температуры $200°С. Однако при изготовлении ряда оп- Тйчес ких устройств термическое нагревание недопустимо. При напылении на холодную поверхность пленки MgF2 пористые, наблюдается отслоение of подложки. Поскольку пленки MgF2 имеют столбчатую структуру, то для улучшения адгезии при напылении на холодную подложку был опробован метод косого напыления. Для повы- шения степени кристалличнорти, а следовательно, и адгезии скорость напыления уменьшали до значений 1 А.с . Экспериментальным путем установлено, что при термическом напылении на холодную под- ложку под углом 30-60° к нормали к напыляемой грани при Скоростях осаждения не более 5 А. в пленках MgF2 не наблюда- лось отслоения и они отвечали условиям эксплуатации оптических приборов. Такое улучшение механических свойств-пленок

MgF2 объясняется, по-видимому, тем, что при косом напылении и низких скоростях осаждения происходит повышение степени кристалличности пленок, и их свойства приближаются к объемным материалам. Похожие результаты были получены при низких скоростях магнётронного напыления либо отжига пленок MgF2.

Предлагаемый способ иллюстрируется

- следующим примером.:

При изготовлении акустооптических модуляторов (АОМ) просветление граней зву- копровода,через которые распространяется свет, существенно повышает их дифракциойную эффективность. Рассматриваемый АОМ включает звукопро- вод из иттрий-алюминиевого граната ()с h 1,83 с напыленными слоями Cr, Gu, In и приваренным пьезопреобразователем с электродами. Такой АОМ нельзя нагревать, поскольку индиевый припой не выдерживает температуру 150°С. Поскольку показатель преломления звукопровода позволяет использовать в качестве просвётляющего покрытия однослойный фторид магния, было Исследовано термическое на пылёние пленок МдР2 на не подогреваемую поверхность. Напыление проводят в установке УРМ 3.279.047 при давлении

Па из молибденового тигля при комнатной

температуре подложки до толщины d п

( Я 633 ММ, ПМдР2 1,37).. В таблице приведены Значения дифрак- цйонной эффективности (/ ) АОМ для различных углов наклона напыляемой поверхности к-нормали (у) и скорости осаждения (v) при остальных равных условиях.

Из таблицы следует, что наибольшие значения г; получены при у 30-60°и v 5 А. за счет наилучшего просветления. По внешнему виду просветляющие плёнки MgF2 при у 30-60° и v . 5 А. были прозрачными, однородными и выдерживали климатические испытания АОМ, а при других значениях у и v пленки MgF2 были мутноватыми и отслаивались ё процессе климатических испытаний АОМ.

Преимущество предлагаемого способа нанесения просветляющего покрытия за- ключа ется в упрощении технологии нанесе-. нйя без прёдварительйЬго нагрева оптических элементов.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Способ нанесения просветляющего покрытия, включающий термическое напыление в вакууме на оптический элемент при комнатной температуре четвертьволнового

слоя фторида магния, о тличающийся тем, что, с целью упрощения технологии, напыление проводят под углом 30-60° к нормали к напыляемой грани при скоростях осаждения не более 5 А..

Использование: в оптическом приборостроении, оптоэлектронной и лазерной технике, в частности для однослойного просветления оптических кристаллов с показателем преломления, равным 1,8-2, без предварительного прогрева. Сущность изобретения: напыление фторида магния проводят под углом 30-60° к нормали к напыляемой грани при скоростях осаждё1 ния не более 5. А- . 1 табл.