Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Optomechatronika II. Vékonyrétegek - bevonatok Dr. Kovács Gábor BME Mechatronika Optika és Gépészeti Informatika Tanszék

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Optomechatronika II. Vékonyrétegek - bevonatok Dr. Kovács Gábor BME Mechatronika Optika és Gépészeti Informatika Tanszék"— Előadás másolata:

1 Optomechatronika II. Vékonyrétegek - bevonatok Dr. Kovács Gábor BME Mechatronika Optika és Gépészeti Informatika Tanszék

2 Optikai bevonatok Optikai tulajdonságok módosítása Transzmisszió növelése Reflexió növelése Polarizációs tulajdonságok módosítása Diffúz reflexió, transzmisszió Szilárdság (karcállóság) növelése Környezeti hatások (nedvesség, savak) kivédése GyártástechnológiaGalvanizálás Diffúziós festés Porlasztás Vákuum gőzölés

3 Fémrétegek Fémes visszaverődés Kis behatolási mélység Nagy reflexió Komplex törésmutató n=n(1-i  )  :abszorpciós együttható Polarizációs hatások I be =I R +I T +I A a réteg vastagságával a reflexió nő, az áteresztés csökken Féligáteresztő tükrök %-os tükrök nyalábosztók

4 Nyalábosztók Egyszerű nyalábosztó Többszörös reflexiók Polarizációs hatások Nyalábosztó kocka Kiegyenlített optikai úthosszak Pontosabb gyártás és szerelés „Polka dot” nyalábosztók

5 Többsugaras interferencia Fabry-Pérot interferométer Két nagypontosságú sík felület Egymástól t távolságra, párhuzamosra állítva A felületeken nagy reflexiójú réteg található Tekintsük az első felületet elérő hullámfrontot: A beeső hullám amplitúdója E 0 A visszavert hullám amplitúdója  E 0 Az áteresztett hullám amplitúdója:  E 0 Az abszorpciót elhanyagoljuk:  2 +  2 =1 A beeső hullám többszörös visszaverődést szenved E0E0 E0E0 E1=E0E1=E0  E 0 E2=2E0E2=2E0 2E02E0 3E03E0 4E04E0 E3=4E0E3=4E0  2n-2  E 0 E n =    2n-2 E 0 t E0E0

6 Az egyes hullám komponensek fázisai Két egymás utáni komponens útkülönbsége:  =2l-p  =2l-p l = t / cos  l = t / cos  p = 2 d sin  =2(t tg  )sin   =2t cos   =2t cos  A fáziskülönbség:  = 2  = (2  ) 2t cos   = 2  = (2  ) 2t cos  Az eredő amplitúdó: E T =E 1 +E 2 +E 3 +…+E n = E T =  2 E 0 (1 +  2 e -i  +  4 e -i2  +…+  2n-2 e -i(n-1)  ) Az 1/(1-x) = 1+x+x 2 +… sorfejtéssel: E T =  2 E 0 / (1-  2 e -i  ) p E1=E0E1=E0  E 0 t l l  d

7 Az áteresztett intenzitás Az intenzitás az amplitúdó alapján: I T =(E T E T * )/2 =  4 E 0 2 /2/(1+   2 cos  ) Behelyettesítve: I 0 =E 0 2 /2 R=  2, T=  4 valamint R=1-T Az intenzitás:

8 Vékonyrétegek „Vékony” réteg Vastagsága a fény hullámhossz nagyságrendjébe esik Határfelületei párhuzamosak (konstans vastagság) Hordozóra leválasztott egy vagy több különálló felület Alkalmazások Optikai vékonyrétegek Mikroelektronika (vezetők, szigetelők, diffúzós gátak, mágneses területek stb.) Speciális szenzorok Felületkikészítés (korrózióvédelem, szilárdság, kopásállóság)

9 Reflexió az optikai felületeken Egy dielektrikum felületén a visszaverődés a törésmutató különbség függvénye (merőleges beesés esetén): Az amplitúdóra:  =(n 0 -n 1 )/(n 0 +n 1 ) Az intenzitásra: R=  2 BK7 üveg esetén: n= R=4.2 % felületenként! Szilícium esetén: n=3.5 R=31 % felületenként! Alkalmazzuk a Fabry-Perot interferométernél alkalmazott technikát az áteresztés módosítására

10 Visszaverődés két felületen Két felület : Távolságuk: t A törésmutatók: n 0, n 1, n 2   =-(n 0 -n 1 )/(n 0 +n 1 )   =(n 1 -n 2 )/(n 1 +n 2 ) A fáziseltolódás d=(2  n 1 / ) 2 t cos  Az eredő amplitúdó: E T =E 1 +E 2 +E 3 +…+E n = E T =  1  2 E 0 (1+  1  2 e -i  +…+(  1  2 ) n-1 e -i(n-1)  ) Az 1/(1-x) = 1+x+x 2 +… sorfejtéssel: E T =  1  2 E 0 / (1-  1  2 e -i  ) E0E0 E1=E0E1=E0 E0E0 E2=E0E2=E0 t E0E0 E0E0 E2=E0E2=E0 E0E0

11 Az áteresztett intenzitás Az intenzitás az amplitúdó alapján: I T =(E T E T * )/2 Behelyettesítve: I 0 =E 0 2 /2 Az intenzitás: Ha nincs elnyelés A reflexióképesség R=1-T Ahol T= I T /I 0 Hogyan lehet 0 reflexiót elérni? Ha cos  = -1 R = (  1 +  2 ) 2 / (1+  1  2 ) 2

12 Negyedhullám rétegek A cos  akkor -1 ha n 1 t = /4 (negyed hullámhossznyi) Ekkor a teljes reflexió: A reflexió akkor 0: Ha n 1 =(n 0 n 2 ) 1/2 mértani közép! MgF 2 n=1.384


Letölteni ppt "Optomechatronika II. Vékonyrétegek - bevonatok Dr. Kovács Gábor BME Mechatronika Optika és Gépészeti Informatika Tanszék"

Hasonló előadás


Google Hirdetések