способ изготовления однослойного интерференционного оптического фильтра

Формула изобретения

1. Способ изготовления однослойного интерференционного оптического фильтра, содержащего две оптические подложки, заключающийся в нанесении слоя вещества заданной толщины, отличающийся тем, что подложки с нанесенным слоем подвергают нагреванию до температуры размягчения вещества слоя и одновременно осуществляют сжатие подложек по нормали к их поверхностям до достижения оптической толщины слоя, краткой k /4, где k=2,4,8..., - длина волны излучения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве вещества используют халькогенидное стекло.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оптико-интерференционным спектральным приборам и может быть применено в оптических системах, в частности для квантовой электроники, спектроскопии и т.д.

Известен способ получения интерференционного оптического фильтра, содержащего соединенные между собой, по крайней мере, две оптически прозрачные подложки, заключающийся в нанесении интерференционного покрытия с показателем преломления n [1]. Согласно известному способу, по крайней мере, на одну пластину наносят интерференционное покрытие, а пластины соединяют слоем клея, нанесенным на интерференционное покрытие. Однако спектральные кривые в области высокого пропускания обладают глубокими провалами и ухудшают оптические характеристики в рабочем диапазоне интерференционного фильтра.

Известен способ изготовления интерференционного оптического фильтра, заключающийся в нанесении тонких слоев материалов с высоким показателем преломления и дальнейшей механической обработке их до необходимой толщины [2]. Согласно известному способу на подложку наносят слой материала с выбранным коэффициентом преломления и проводят шлифование до определенной толщины и полирование.

Однако получить механическим способом толщину материала менее 500 мкм затруднительно. Кроме того, нарушается механическая прочность пленки с подложкой и понижается влагостойкость из-за дефектов между слоями пленка-подложка. Качество фильтра после шлифовки и полировки низкое. Технической задачей предложенного способа является упрощение технологии изготовления и улучшение качества фильтров.

Поставленная задача достигается тем, что для получения интерференционного оптического фильтра, содержащего соединенные между собой, по крайней мере, две оптические прозрачные подложки, наносят слой аморфного вещества с оптической толщиной более k /4 и с показателем преломления n, проводят нагревание подложек с материалом до температуры размягчения материала слоя и одновременно осуществляют сжатие подложек по нормали к их поверхностям, причем сжатие проводят до тех пор, пока оптическая толщина слоя не станет кратной k /4, где k = 2, 4, 8... При сжатии подложек одновременно проводят реверсивные проворачивания одной пластины относительно другой. Склеивание полученного фильтра по торцу позволяет повысить его влагостойкость в случае использования гигроскопических материалов. В качестве вещества используют халькогенидное стекло. Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что механическое воздействие после нанесения интерференционного покрытия осуществляют путем нормального сжатия двух подложек при одновременном размягчении материала путем нагревания до требуемой оптической толщины nd = k /4, где k = 2, 4, 8... Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна". Известны технические решения [2], в которых механическое воздействие на материал осуществляют путем его шлифования и полирования до требуемой толщины. Однако при таком изготовлении нельзя достигнуть требуемого качества фильтров, которое достигается в заявляемом техническом решении. Это позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".

Предлагаемый способ получения интерференционного оптического фильтра реализован следующим образом.

По крайней мере на одну из подложек, прозрачную в заданной области пропускания фильтра, наносят (например, термическим осаждением) слой оптической толщины близкой к заданной ndk /4, где k = 2, 4, 8... Сверху устанавливают вторую подложку (которая может иметь интерференционное покрытие) и сжимают по нормали к их поверхностям при одновременном нагревании до температуры размягчения материала интерференционного слоя.

Во время формирования фильтра проводят контроль толщины интерференционного слоя известными способами (например, по пропусканию света). После достижения заданной оптической толщины кратной k/4 прекращают воздействие на фильтр.

Пример 1. На стеклянную подложку диаметром 20 мм нанесли пленку из исходного материала As_0,3Sb_0,1S_0,5J_0,1. Толщина пленки была равной 1,80 мкм. Сверху устанавливали другую стеклянную подложку. Указанную систему нагревали до температуры T_g = 430K и одновременно сжимали по нормали до тех пор, пока толщина указанной пленки не стала равной d = 1,75 мкм. Далее полученный фильтр склеивали по торцу клеем К-400. Интерференционный фильтр выполнен для = 10,6 мкм (K = 2).

Пример 2. Аналогично получен интерференционный фильтр на основе As_0,2Sb_0,2S_0,5J_0,1 ( = 10,6 мкм, k = 2), однако исходную толщину нанесенной пленки устанавливали равной 1,82 мкм. Температура T_g = 450K. Полученная пленка после формирования интерференционного слоя имела толщину d = 1,79 мкм. Фильтр также был склеен по торцу клеем K = 400.

Использование предлагаемого способа получения интерференционного оптического фильтра обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:

Источники информации

1. Упрощается технология получения интерференционных оптических фильтров.

2. Данный способ дает возможность изготовлять фильтры с требуемым значением оптической толщины nd.

3. Предлагаемый способ дает возможность унифицировать технологию изготовления интерференционного оптического фильтра за один технологический цикл.

Источники информации

1. SU 365674, G 02 B 5/28, 1971.

2. GB 1484284, G 02 B 5/28, 1974.