絶縁コーティング

金属反射フィルムの利点は、単純な準備プロセスと広い動作波長範囲ですが、欠点には、高い光学的損失と本質的に制限された最大反射率が含まれます。 金属反射フィルムの反射率を高めるために、特定の厚さのいくつかの誘電体層を外面に堆積させて、金属-誘電体反射コーティングを形成することができます。 金属誘電体コーティングは特定の波長または波長での反射率を改善しますが、純粋な金属フィルムの中性反射特性を損なうことに注意する必要があります。 全誘電体反射コーティングは、マルチビーム干渉原理に基づいて動作します。 反射防止コーティングとは対照的に、光学表面上に基板よりも高い屈折率を有するフィルム材料を付着させることは、反射率を増加させる。 最も単純な多層リフレクターは、蒸着によって堆積された高屈折率と低屈折率の材料を交互に繰り返すことで構成され、各層の光学的厚さは特定の光波の1/4波長に相当します。 このような条件下では、各界面での反射光ベクトルは同じ振動方向を共有し、フィルム層の数が増えるにつれて累積的な振幅が増加します。

誘電体コーティングのタイプ

機能性と構造に基づいて、光学薄膜コーティングは一般に次のタイプに分類されます。

1.単层コーティング

通常、反射防止 (AR) または高反射 (HR) の目的で、基板上に堆積した単一の誘電体膜。 反射率と透過率を分析するための同等のインターフェースとして簡略化できます。 フィルムの厚さが満たすときNh = λ/4(N: 屈折率、H: 厚さ、Λ: Wavelength) 、最大/最小反射率が達成されます。 N <√(n ₀n ₂)(N₀: 入射中屈折率、N ₂: 基板屈折率) 、ARは実現される; もしN> √(n ₀n ₂)、HRが達成されます。 パーフェクトAR (N = √(n ₀n ₂)) まれな材料が必要です。

2.Multillayerコーティング

高反射、色分離、フィルタリング、または偏光に使用される、さまざまな屈折率を持つ複数の誘電体層で構成されています。 同等の屈折率の概念は、分析を単純化します。 1/4波長の厚さのレイヤー (Nh = λ/4) 、屈折率を持つ2つの層N ₁とN ₂を持つ単一のレイヤーと同等にすることができます。N_I = n ₁²/n ₂を使用します。 一般的な設計には、高/低または同一の屈折率が交互に変化する4分の1波 (QWOT) および半波 (HWOT) スタックが含まれます。

3.金属コーティング

高反射、ビーム分割、または偏光のために光学部品に堆積された金属膜。 反射率/透過率は、金属の複素屈折率 (N = n' - in"、どこでN'とN"実数/虚数部分)。 金属は強い吸収を示します (大きいN") 可視波長で、高い反射率と低い透過率をもたらします。 一般的な材料: アルミニウム、銀、金、クロム。

4.グラデーションコーティング

厚さまたは位置に沿って変化する屈折率を持つ誘電体フィルムは、分散補正、脱分極、または広帯域ARに使用されます。 勾配コーティングは、突然の界面反射を最小限に抑えます。 タイプは次のとおりです。

・厚さ-勾配コーティング: 層の厚さは空間的に変化します (ウェッジ/テーパーなど)。

・指数勾配コーティング: 屈折率は継続的に変化します (例: 線形/指数プロファイル)。

光学誘電体コーティングの応用

1.レーザー: レーザーシステムは、刺激放出と増幅を実現するために、共振空洞内の安定した定在波を必要とします。 高反射性または部分反射性の光学誘電体コーティングがキャビティの両端に適用され、フィードバックメカニズムが形成されます。

2.光学機器: レンズ、プリズム、フィルター、ビームスプリッター、偏光子などのコンポーネントは、性能と安定性を高めるために光学誘電体コーティングに依存しています。 これらのコーティングは、反射損失を減らし、透過率を高め、光の色や偏光を変更し、温度、湿度、ほこり、引っかき傷などの環境要因からコンポーネントを保護します。

3.通信システム: 光ファイバー、レーザーダイオード、モジュレーター、アンプ、スイッチなどのデバイスは、光誘電体コーティングを利用して、効率と信号対雑音比を最適化します。 挿入損失を最小限に抑え、出力電力を増やし、帯域幅を拡大し、フィードバックノイズを抑制し、波長/モード多重化を可能にして、システム容量と柔軟性を高めます。

4.太陽エネルギーの利用: 太陽電池、火力発電システム、および照明装置は、変換効率と耐久性を向上させるために光学誘電体コーティングを採用しています。 これらのコーティングは、吸収を高め、反射を減らし、放射率を調節し、熱放射を抑制し、特定の太陽波長の選択的利用または排除を可能にします。