Научно-технический
«ОПТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ»
издается с 1931 года
 
   
Русский вариант сайта Английский вариант сайта
   
       
   
       
Статьи последнего выпуска

Электронные версии
выпусков начиная с 2008


Алфавитный указатель
2000-2010 гг


444
Архив оглавлений
выпусков 2002-2007 гг


Реквизиты и адреса

Вниманию авторов и рецензентов!
- Порядок публикации
- Порядок рецензирования статей
- Типовой договор
- Правила оформления
- Получение авторского вознаграждения
- Редакционная этика


Контакты

Подписка

Карта сайта




Журнал с 01.12.2015 допущен ВАК для публикации основных результатов диссертаций как издание, входящее в международные реферативные базы систем цитирования (Web Science, Scopus) (см. Vak.ed.gov.ru Перечень журналов МБД 16.03.2018г)

Аннотации (11.2022) : Металлодиэлектрические полосовые интерференционные фильтры

Металлодиэлектрические полосовые интерференционные фильтры

DOI: 10.17586/1023-5086-2022-89-11-70-75

УДК 535.015; 535.323

 

Евгений Николаевич Котликов* 

Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, Санкт-Петербург, Россия

ekotlikov45@mail.ru         https://orcid.org/0000-0003-1799-944X

Аннотация

Предмет следования. Металлодиэлектрические полосовые интерференционные фильтры на основе пленок Al2O3, SiO, Ge, Ni. Цель работы. Разработка металлодиэлектрических интерференционных фильтров для средней инфракрасной области спектра на основе прозрачных диэлектрических пленок и поглощающих пленок никеля, в которых блокировано длинноволновое излучение спектра. Метод. Для реализации поставленной цели используется численно-аналитический метод. Проводится расчет спектра пропускания исходного фильтра из диэлектрических пленок. Используется зеркальное покрытие из четвертьволновых пленок Al2O3, SiO, Ge, Ni, имеющее пропускание в диапазоне длин волн 2,2–6,0 мкм. Проводится расчет спектра поглощения покрытия при введении пленок никеля в пленки Al2O3, SiO, Ge. Находится зависимость спектра поглощения при введении пленок никеля последовательно во все точки отдельной пленки и определяются точки, в которых поглощение минимально. Минимальное поглощение получается при введении поглощающей пленки никеля в середину пленки Ge. Полученная структура оптимизируется по всем толщинам пленок SiO, Ge, Ni. Для оптимизации использовалась программа FilmManager, в которой для минимизации функции качества используются два алгоритма поиска минимума функции качества — методы случайного перебора и квадратичной аппроксимации Пауэлла. Получены спектры пропускания всей структуры. Основные результаты. Предложена методика синтеза металлодиэлектрического полосового фильтра. Синтезированы полосовые фильтры. Фильтр 1, имеющий максимум пропускания в диапазоне длин волн 2,2–4,6 мкм, среднее пропускание в диапазоне 6–15 мкм менее 0,6%. Фильтр 2 имеет максимум пропускания в диапазоне длин волн 2,9–5,9 мкм, среднее пропускание в диапазоне длин волн 6–15 мкм менее 0,2%. Практическая значимость. Предложенный в работе полосовой интерференционный фильтр может быть реализован на подложке из кремния, имеющего хорошее пропускание в диапазоне 1–20 мкм без использования дополнительных блокирующих абсорбционных или интерференционных фильтров в дальней области инфракрасного спектра. Тем самым снижается стоимость такого фильтра, что повышает его конкурентоспособность.

Ключевые слова: полосовые интерференционные фильтры, спектры, диэлектрические и металлические пленки, поглощение, пропускание, инфракрасный диапазон спектра

Благодарность: работа выполнена при финансовой поддержке по гранту МНВО РФ № FSFR-2020-0004.

Ссылка для цитирования: Котликов Е.Н. Металлодиэлектрические полосовые интерференционные фильтры // Оптический журнал. 2022. Т. 89. № 11. С. 70–75. DOI: 10.17586/1023-5086-2022-89-11-70-75

Коды OCIS: 250.0230, 310.1620

 

Список источников

1.    Справочник технолога-оптика / под общ. ред. Окатова М.А. СПб.: Политехника, 2004. 679 с.

2.   Vollmer M., Möllmann K.P. Infrared thermal imaging: Fundamentals, research and applications. 2nd ed. / First published: 17 November 2017. DOI: 10.1002/9783527693306

3.   Тарасов В.В., Якушенков Ю.Г. Современное состояние и перспективы развития зарубежных тепловизионных систем // Научно-техн. вест. информационных технологий, механики и оптики. 2013. № 3(85). C. 1–12.

4.   Sklorz A., Janssen S., Lang W. Detection limit improvement for NDIR ethylene gas detectors using passive approaches // Sensor Actuat B-Chem. 2012. V. 175. P. 246–254. https://doi:10.1016/j.snb.2012.09.085

5.   Варфоломеев С.П., Горбунов Н.И., Дийков Л.К., Медведев Ф.К. Датчики для систем обеспечения пожаро- и взрывобезопасности // Датчики и системы. 2004. № 6.  С. 5–7.

6.   Афанасьев Д.С., Бардакова Е.А., Быстряков Д.С. Аналитический обзор датчиков летучих веществ для интернета вещей // Информационные технологии и телекоммуникации. 2016. Т. 4. С. 1–12.

7.    Macleod H.A. Thin film optical filters. 4th ed. Tucson, Arizona, USA: СRC Press, 2010. 791 р.

8.   Исмаил Н., Kores C.C., Гескус Д., Полльнау М. Резонатор Фабри–Перо: формы спектральных линий, общие и связанные с ними распределения Эри, ширина линий, тонкость и характеристики при низкой или частотно-зависимой отражательной способности. М.: Оптика Экспресс, 2016. P. 16366–16389. DOI: 10.1364/OE.24.016366

9.   Борн М., Вольф Э. Основы оптики. Пер. с англ. под ред. Мотулевич Г.П. М.: Наука. 1970. 856 с.

10. Котликов Е.Н. Новикова Ю.А. Оптические константы кремния в диапазоне 30–10000 см–1 // Опт. и спектр. 2016. Т. 120. № 5. С. 165–168. DOI: 10.1134/S0030400X16050167

Kotlikov E.N., Novikova J.A. Optical constants of silicon in the range of 30–10000 cm–1 // Optics and Spectropy. 2016. V. 120. № 5.  P. 815–817.

11.  Тропин А.Н. Пленкообразующие материалы для тонкослойных оптических покрытий: новые задачи и перспективы (обзор) // УПФ. 2016. Т. 4. № 2. С. 206–211. DOI: 10.17586/1023-5086-2020-87-01-56-61

12.  Ma P., Lin F., Dobrowolski J.A. Design and manufacture of metal/dielectric long-wavelength cutoff filters // Appl. Opt. 2011. V. 50. № 9. Р. С201–С209. DOI: 10.1364/AO.50.00C201

13.  Электронный ресурс. //http://optilayer.com/

14.  Тихонравов А.В. Метод игольчатых вариаций — универсальный метод проектирования оптических покрытий // Междунар. оптический конгр. «Оптика-ХХI век». СПб., 2000. С. 16–20.

15.  До Тан Дой, Губанова Л.А. Интерференционные металлодиэлектрические светофильтры // Научно-техн. вест. СПб. государственного университета информационных технологий, механики и оптики. 2001. № 5. С. 19–22.

16.  Котликов Е.Н. Узкополосные интерференционные фильтры с поглощающими плёнками // Оптический журнал. 2021. Т. 88. № 6. С. 45–47. DOI: 10.17586/1023-5086-2021-88-06-45-47

Kotlikov E.N. Narrow band interference filters with absorbing films // JOT. 2021. V. 88. № 6. P. 321–322.

17.  Котликов Е.Н., Коваленко И.И., Новикова Ю.А. Программа синтеза и анализа интерференционных покрытий Film Manager // Информационно-управляющие системы. 2015. № 3(76). С. 51–59. DOI: 10.15217/issn1684-8853.2015.3.51

18. Васильев Ф.П. Численные методы решения экстремальных задач. М.: Наука, 1980. 520 с.

19.       Золотарев В.М., Морозов В.Н., Смирнов Е.В. Оптические постоянные природных и технических средств. Справочник Л.: Химия. 1984. 366 с.