Автор работы: Пользователь скрыл имя, 25 Июня 2015 в 04:36, курсовая работа
Задание .
Для заданной марки оптического материала произвести расчёт однослойного, двухслойного, трёхслойного и многослойного просветляющего покрытия с минимальным коэффициентом отражения для данной длины волны λ0.
Подобрать оптические толщины и материалы напыляемых покрытий, а также методы их нанесения.
Варьируя оптической толщиной плёнки в заданном интервале длин волн, построить спектральные зависимости коэффициента отражения R=f(β), R=f(λ). Для оптимальной конструкции покрытия составить технологическую карту его нанесения.
Исходные данные:
Вариант№1
Материал: ЛК-1 ГОСТ3514-94
nс=1.441
устойчивость к химическим реагентам – III;
устойчивость к влажной атмосфере – А;
однослойное покрытие : λ0/4;
двухслойное покрытие: λ0/4 – λ0/4;
трёхслойное покрытие: λ0/4 – λ0/2 – λ0/4 (λ0/4 – λ0/4 – λ0/4);
четырехслойное покрытие – λ0/4 – λ0/4 – λ0/4 – λ0/4.
λ0=600±20нм
λ1 – λ2=400 – 800нм
таблица 1.6
λ, нм |
400 |
450 |
500 |
550 |
600 |
650 |
700 |
750 |
800 |
β1(nh=λ0/4) |
0,7500 |
0,6667 |
0,6000 |
0,5455 |
0,5000 |
0,4615 |
0,4286 |
0,4000 |
0,3750 |
cos2β1 |
0,0000 |
-0,5000 |
-0,8090 |
-0,9595 |
-1,0000 |
-0,9709 |
-0,9010 |
-0,8090 |
-0,7071 |
r3,5 |
-0,0160 |
-0,0405 |
-0,0557 |
-0,0631 |
-0,0651 |
-0,0637 |
-0,0602 |
-0,0557 |
-0,0507 |
r2,5 |
-0,1119 |
-0,0919 |
-0,0672 |
-0,0517 |
-0,0472 |
-0,0505 |
-0,0580 |
-0,0672 |
-0,0764 |
r1,5 |
-0,1031 |
-0,0575 |
-0,0491 |
-0,0538 |
-0,0562 |
-0,0544 |
-0,0512 |
-0,0491 |
-0,0494 |
R1,5 |
0,0106 |
0,0033 |
0,0024 |
0,0029 |
0,0032 |
0,0030 |
0,0026 |
0,0024 |
0,0024 |
T1,5 |
0,9894 |
0,9967 |
0,9976 |
0,9971 |
0,9968 |
0,9970 |
0,9974 |
0,9976 |
0,9976 |
2 вариант: n2h2 = n4h4=λ0/4
n3h3 =λ0/2
n2h2 = n4h4=λ0/4 = 600/4 = 150 нм
n3h3 =λ0/2=600/2=300 нм
Находим показатель преломления n4:
Из таблицы плёнкообразующих материалов выбираем материал с наиболее близким показателем преломления для заданного диапазона λ1-λ2=400 – 800 нм
Пленкообразующий материал |
Показатель преломления слоя ,n |
Методы нанесения |
Температура плавления, Тпл, ° С |
Область спектра, l1-l2, мкм |
Фтористый лантан LaF3 |
1.59 |
И, ИЭ |
1750 |
0,22-2 |
Рассчитаем минимальный коэффициент отражения по формуле:
Рассчитаем амплитудные и энергетический коэффициенты отражения системы воздух – плёнки – подложка:
;
;
;
;
;
.
R1,5= |r1,52 |
Т1,5= 1- R1,5
Для построения спектральной характеристики R1,5= f(β) и R1,5 = f(λ) составим таблицы 1.7 и 1.8:
таблица 1.7
n4·h4 |
0 |
λ0/4 |
λ0/2 |
3λ0/4 |
λ0 |
β |
0 |
π/2 |
π |
3π/2 |
2π |
cos2β |
1 |
-1 |
1 |
-1 |
1 |
r3,5 |
0,0332 |
-0,0651 |
0,0332 |
-0,0651 |
0,0332 |
r2,5 |
-0,07900 |
-0,04717 |
-0,07900 |
-0,04717 |
-0,07900 |
r1,5 |
-0,18066 |
-0,05624 |
-0,18066 |
-0,05624 |
-0,18066 |
R1,5 |
0,0326 |
0,0032 |
0,0326 |
0,0032 |
0,0326 |
T1,5 |
0,9674 |
0,9968 |
0,9674 |
0,9968 |
0,9674 |
таблица 1.8
λ, нм |
400 |
450 |
500 |
550 |
600 |
650 |
700 |
750 |
800 |
β1(nh=λ0/4) |
0,7500 |
0,6667 |
0,6000 |
0,5455 |
0,5000 |
0,4615 |
0,4286 |
0,4000 |
0,3750 |
β2(nh=λ0/2) |
1,5000 |
1,3333 |
1,2000 |
1,0909 |
1,0000 |
0,9231 |
0,8571 |
0,8000 |
0,7500 |
cos2β1 |
0,0000 |
-0,5000 |
-0,8090 |
-0,9595 |
-1,0000 |
-0,9709 |
-0,9010 |
-0,8090 |
-0,7071 |
cos2β2 |
-1,0000 |
-0,5000 |
0,3090 |
0,8413 |
1,0000 |
0,8855 |
0,6235 |
0,3090 |
0,0000 |
r3,5 |
-0,0160 |
-0,0405 |
-0,0557 |
-0,0631 |
-0,0651 |
-0,0637 |
-0,0602 |
-0,0557 |
-0,0507 |
r2,5 |
-0,0961 |
-0,0919 |
-0,1289 |
-0,1640 |
-0,1757 |
-0,1672 |
-0,1488 |
-0,1289 |
-0,1119 |
r1,5 |
-0,1031 |
-0,0575 |
0,0011 |
0,0551 |
0,0739 |
0,0602 |
0,0314 |
0,0011 |
-0,0242 |
R1,5 |
0,0106 |
0,0033 |
0,0000 |
0,0030 |
0,0055 |
0,0036 |
0,0010 |
0,0000 |
0,0006 |
T1,5 |
0,9894 |
0,9967 |
1,0000 |
0,9970 |
0,9945 |
0,9964 |
0,9990 |
1,0000 |
0,9994 |
n2h2 = n3h3= n4h4= n5h5=λ0/4 = 600/4 = 150 нм
Находим показатель преломления n5:
Из таблицы плёнкообразующих материалов выбираем материал с наиболее близким показателем преломления для заданного диапазона λ1-λ2=400 – 800 нм
Пленкообразующий материал |
Показатель преломления слоя ,n |
Методы нанесения |
Температура плавления, Тпл, ° С |
Область спектра, l1-l2, мкм |
Фтористый иттрий YF3 |
1,54– 1,56 |
И, ИЭ |
1136 |
l1>0.3 |
Рассчитаем минимальный коэффициент отражения по формуле:
Рассчитаем амплитудные и энергетический коэффициенты отражения системы воздух – плёнки – подложка:
;
;
;
;
;
.
R1,6= |r1,62 |
Т1,6= 1- R1,6
Для построения спектральной характеристики R1,6= f(β) и R1,6 = f(λ) составим таблицы 1.9 и 1.10:
таблица 1.9
n4·h4 |
0 |
λ0/4 |
λ0/2 |
3λ0/4 |
λ0 |
β |
0 |
π/2 |
π |
3π/2 |
2π |
cos2β |
1 |
-1 |
1 |
-1 |
1 |
r4,6 |
0,0492 |
-0,0172 |
0,0492 |
-0,0172 |
0,0492 |
r3,6 |
0,03321 |
0,00127 |
0,03321 |
0,00127 |
0,03321 |
r2,6 |
-0,0790 |
-0,1132 |
-0,0790 |
-0,1132 |
-0,0790 |
r1,6 |
-0,18066 |
0,01015 |
-0,18066 |
0,01015 |
-0,18066 |
R1,6 |
0,0326 |
0,0001 |
0,0326 |
0,0001 |
0,0326 |
T1,6 |
0,9674 |
0,9999 |
0,9674 |
0,9999 |
0,9674 |
таблица 1.10
λ, нм |
400 |
450 |
500 |
550 |
600 |
650 |
700 |
750 |
800 |
β |
0,7500 |
0,6667 |
0,6000 |
0,5455 |
0,5000 |
0,4615 |
0,4286 |
0,4000 |
0,3750 |
cos2β |
0,0000 |
-0,5000 |
-0,8090 |
-0,9595 |
-1,0000 |
-0,9709 |
-0,9010 |
-0,8090 |
-0,7071 |
r4,6 |
0,0160 |
-0,0006 |
-0,0109 |
-0,0159 |
-0,0172 |
-0,0163 |
-0,0140 |
-0,0109 |
-0,0075 |
r3,6 |
-0,0160 |
-0,0157 |
-0,0072 |
-0,0007 |
0,0013 |
-0,0002 |
-0,0034 |
-0,0072 |
-0,0107 |
r2,6 |
-0,1119 |
-0,1041 |
-0,1061 |
-0,1113 |
-0,1133 |
-0,1119 |
-0,1088 |
-0,1061 |
-0,1044 |
r1,6 |
-0,1031 |
-0,0514 |
-0,0174 |
0,0037 |
0,0103 |
0,0056 |
-0,0051 |
-0,0174 |
-0,0296 |
R1,6 |
0,0106 |
0,0026 |
0,0003 |
0,0000 |
0,0001 |
0,0000 |
0,0000 |
0,0003 |
0,0009 |
T1,6 |
0,9894 |
0,9974 |
0,9997 |
1,0000 |
0,9999 |
1,0000 |
1,0000 |
0,9997 |
0,9991 |
Rсмод |
0,0101 |
0,0025 |
0,0004 |
0,0000 |
0,000103 |
0,000024 |
0,000037 |
0,00034 |
0,9990 |
Информация о работе Расчет многослойных просветляющих и отражающих покрытий