Изменение оптических толщин тонких плёнок Ge, SiO и спектральных характеристик узкополосных фильтров при криогенных температурах

Гусев А.Г., Хасанов А.М., Нуруллин И.З., Кольцов А.Ю., Галиев А.Н., Гильфанов А.Р., Галиев Р.Р.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Гусев А.Г., Хасанов А.М., Нуруллин И.З., Кольцов А.Ю., Галиев А.Н., Гильфанов А.Р., Галиев Р.Р. Изменение оптических толщин тонких плёнок Ge, SiO и спектральных характеристик узкополосных фильтров при криогенных температурах // Оптический журнал. 2022. Т. 89. № 10. С. 51–57. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2022-89-10-51-57

Gusev A.G., Khasanov A.M., Nurullin I.Z., Koltsov A.Yu., Galiev A.N., Gilfanov A.R., Galiev R.R. Changes in optical thicknesses of Ge and SiO thin films and spectral characteristics of narrowband filters at cryogenic temperatures [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2022. V. 89. № 10. P. 51–57. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2022-89-10-51-57

Ссылка на англоязычную версию:

A. G. Gusev, A. M. Khasanov, I. Z. Nurullin, A. Yu. Kol’tsov, A. N. Galiev, A. R. Gil’fanov, and R. R. Galiev, "Changes in optical thicknesses of Ge and SiO thin films and spectral characteristics of narrowband filters at cryogenic temperatures," Journal of Optical Technology. 89(10), 595-599 (2022). https://doi.org/10.1364/JOT.89.000595

Аннотация:

Предмет исследования. Исследовались два узкополосных фильтра с резонансными слоями из Ge, SiO при комнатной и криогенной температурах 293 К и 80 К соответственно. Цель работы. Рассматривается возможность нанесения полосовых фильтров с заранее заданными отклонениями толщин слоёв под условия эксплуатации при криогенных температурах. В представленной конструкции оптического интерференционного покрытия решается задача повышения коэффициента пропускания в рабочих спектральных диапазонах при эксплуатации при криогенных температурах. Метод. Проведено нанесение на подложку из оптического материала просветляющего полосового покрытия из пары плёнкообразующих материалов Ge-SiO методом вакуумного напыления. Толщины слоёв в процессе их напыления контролировались с помощью системы оптического контроля. Основные результаты. В работе приведены результаты измерений спектральных характеристик двух узкополосных фильтров. Методом итерации по положению длин волн максимального пропускания фильтров с резонансными слоями из Ge, SiO определены оптические толщины слоёв фильтров и их изменения при температурах 293 и 80 К. Практическая значимость. Показано, что спектральные характеристики фильтров с резонансными слоями из SiO при криогенных температурах подвержены меньшим изменениям, чем фильтры с резонансными слоями из Ge.

Ключевые слова:

Ge, SiO, оптическая толщина, спектральные характеристики, криогенная температура, узкополосный интерференционный фильтр, тонкие плёнки

Коды OCIS: 310.6860, 310.4165

Список источников:

1. Гайнутдинов И.С., Несмелов Е.А., Михайлов А.В., Иванов В.П., Абзалова Г.И. Свойства и методы получения интерференционных покрытий для оптического приборостроения. Казань: Фэн, 2003. 368 c.
2. Гайнутдинов И.С., Гусев А.Г., Кольцов А.Ю., Хасанов А.М., Потапов Р.И. Оптические свойства пленок PbTe-ZnSe при криогенных температурах // Контенант. 2015. Т. 14. № 2. С. 46.
3. Weiting F., Pengfei Z. Optical absorption of Te-enriched PbTe coatings // Infrared Physics. 1991. № 31 (6) P. 571–573.
4. Weiting F., Pengfei Z. Determination of the performance of edge filters containing PbTe on cooling // Infrared Physics. 1992. № 33 (1). P. 1–7.
5. Lingmao X., Hui Z., Yanchun H., Kaifeng Z., Shenghu W., Yuqing X. Temperature coefficient of the refractive index for PbTe film // Chinese Optics Letters. 2017. № 15 (4). P. 101–103.
6. Feng W., Yan Y. Temperature effects on the refractive index of lead telluride and zinc selenide // Infrared Physics. 1990. № 4(30). P. 371–373.
7. Jeffrey M., Hoffman L., Wolfe W.L. Cryogenic refractive indices of ZnSe, Ge, and Si at 10.6 μm // Applied Optics. 1991. № 30(28). P. 4014–4016.
8. Cai Y., Liu D., Luo H. Design and fabrication of 3.5~4.0 μm band-pass filter working at cryogenic temperature // Chinese Journal of Lasers. 2012. № 39(1). http://doi.org/10.3788/CJL201239.0107001.
9. Галиев Р.Р., Нагимов И.Х., Нуруллин И.З., Гилазутдинов И.И. Оптимизация конструкции полосового интерференционного фильтра для средней ИК области спектра (5–8 мкм) // Контенант. 2021. Т. 3. № 2. С. 54–60.
10. Гусев А.Г., Кольцов А.Ю., Хасанов А.М. Термостабильные интерференционные фильтры ИК области спектра // Контенант. 2017. Т. 16. № 2. С. 51.
11. Кольцов А.Ю., Хасанов А.М. Оптические свойства пленок PbTe при криогенных температурах // XXII Туполевские чтения (школа молодых ученых): Международная молодёжная научная конференция, 19–21 октября 2015 года: Материалы конференции. Сборник докладов. Т. 1. Казань: Фолиант, 2015. С. 447–450 с.
12. Хасс Г., Риттер Э., Якобсон Р., Мейксин З.Г., Джоншер А.К., Хилл Р.М., Натансон Х.С., Гольдберг Я. Физика тонких пленок. М.: Мир, 1978. С. 92–93.
13. Гайнутдинов И.С., Гусев А.Г., Кольцов А.Ю., Хасанов А.М., Галиев А.Н. Интерференционные фильтры для глубокоохлаждаемых фотоприемных устройств // XXIII Международная научно-техническая конференция по фотоэлектронике и приборам ночного видения. 28–30 мая 2014. Москва. Труды конференции. М.: ОАО «НПО «Орион», 2014. С. 365–367.
14. Розенберг Г.В. Оптика тонкослойных покрытий. М.: Физматлит, 1958. 570 с.
15. Азаматов М.Х., Алиакберов Р.Д., Гайнутдинов И.С. Программа для расчета спектральных характеристик оптических интерференционных покрытий // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2016619339. 2016.