[發明專利]高色散鏡膜系的設計方法

在審

• 申請號: 202010031830.6
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111123510A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 王胭脂;陳瑞溢;張宇暉;郭可升;王志皓;朱美萍;趙嬌玲;朱曄新;易葵;邵建達
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

1.一種高色散鏡膜系的設計方法，其特征在于，該方法包括下列步驟：

1)采用多腔式的結構，設計初始膜系結構如下：

S/(HL)^(m/2)C[(HL)^(m/4)C]^n(HL)^(2)/A,

其中，S表示基底，H和L分別代表光學厚度為λ/4的高、低折射率材料，m為高反射膜層的周期數，n為諧振腔周期數，C為諧振腔，A代表空氣，在整個膜系結構中，(HL)^(m/2)、(HL)^(m/4)和(HL)^(2)為高反層，C＝(aHbL)表示諧振腔，a和b為系數，針對不同的設計帶寬和需要引入的色散量，選擇合適的高反射膜層的重復周期數(m)，諧振腔重復周期數(n)和諧振腔的厚度(a和b的值)：

2)選擇所述基底層材料；

3)根據所需制備高色散鏡的色散量、反射率和帶寬，選擇合適的高折射率材料、低折射率材料，所述的高折射率材料的折射率n_H、低折射率材料的折射率、n_L為實際鍍膜實驗中反演得到；

4)選擇所述的高反射率膜層的周期數m，諧振腔周期數n，諧振腔的厚度系數a和b；

5)根據所設計的高色散鏡要求，設定相應的目標值：包括群延遲色散值、反射率以及所涵蓋波長范圍；

6)在初始結構的基礎上進行優化，并觀察最終結果是否滿足高色散鏡所需的指標：

若未能達到所需高色散鏡的群延遲色散要求和波長范圍要求，通過調整諧振腔的系數a和b，增加周期數n之后，再進一步優化；

若未能達到所需高色散鏡的反射率要求，通過增加高反射率膜層的周期數m，進一步優化，直到滿足高色散鏡要求。

2.根據權利要求1所述的高色散鏡膜系的設計方法，其特征在于，所述的基底層材料為石英玻璃或者CaF₂。

3.根據權利要求1所述的高色散鏡膜系的設計方法，其特征在于，所述的高折射率材料包括TiO₂，Nb₂O₅，Ta₂O₅，HfO₂，ZrO₂，氟化物，硫化物或Si。

4.根據權利要求1所述的高色散鏡膜系的設計方法，其特征在于，所述的低折射率材料為SiO₂，Al₂O₃或MgF₂。

5.根據權利要求1至4任一項所述的高色散鏡膜系的設計方法，其特征在于，所述的高反射率膜層的周期數m的選擇范圍為30-50，所述的諧振腔周期數n為正整數，所述的諧振腔的厚度系數a和b的選擇范圍均為0.2-0.8。