[發明專利]寬帶高閾值組合介質低色散鏡結構及其設計方法有效
| 申請號： | 202010031855.6 | 申請日： | 2020-01-13 |
| 公開（公告）號： | CN111208591B | 公開（公告）日： | 2021-03-30 |
| 發明（設計）人： | 王胭脂;張宇暉;陳瑞溢;郭可升;王志皓;朱美萍;張偉麗;王建國;孫建;趙嬌玲;朱曄新;晉云霞;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： | G02B5/08 | 分類號： | G02B5/08 |
| 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 |
| 地址： | 201800 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 寬帶 閾值 組合 介質 色散 結構 及其 設計 方法 | ||
1.一種寬帶高閾值組合介質低色散鏡的設計方法，該寬帶高閾值組合介質低色散鏡，由下而上依次是基底層(1)、寬帶介質膜層(2)、高閾值介質膜層(3)和空氣層(4)，所述的寬帶介質膜層(2)由低折射率介質材料(L)和寬帶高折射率介質材料(H)交替沉積而成，所述的高閾值介質膜層(3)由低折射率介質材料(L)和高閾值高折射率介質材料(M)交替沉積而成，所述的寬帶高折射率介質材料(H)帶隙小于所述的高閾值高折射率介質材料(M)的帶隙，所述的低折射率介質材料(L)的折射率小于寬帶高折射率介質材料(H)的折射率，且小于高閾值高折射率介質材料(M)的折射率，所選高閾值高折射率材料的帶隙大于寬帶高折射率材料的帶隙，其特征在于，該設計方法包括以下步驟：
1)根據所需設計低色散鏡的反射帶寬和反射率選擇合適的寬帶介質膜層(2)和周期數：所述的寬帶高折射率介質材料(H)和低折射率介質材料(L)的折射率比值范圍1～3，折射率的比值越大，設計的低色散鏡反射帶寬越寬，寬帶介質膜層(2)周期數需大于10，周期數越大，反射帶寬范圍內的反射率越高；
2)根據所需設計低色散鏡的閾值要求、色散和反射帶寬選擇合適的高閾值介質膜層(3)和周期數：所述的高閾值高折射率介質材料(M)和低折射率介質材料(L)的折射率比值范圍1～2，折射率的比值越小，設計的低色散鏡的閾值越高，但是色散越大，高閾值介質膜層(3)周期數不大于10，周期數越大，閾值越高，色散越大；
3)從低色散鏡的最外層(靠近空氣層)開始，線性減小高閾值高折射率介質材料膜層的厚度，線性增加低折射率介質材料膜層的厚度，獲得電場變化及色散和反射光譜隨著高閾值介質膜層厚度的變化規律，在此基礎上，使色散和反射率達到設計目標的同時，將表層電場峰值轉移至低折射率材料中，將電場峰谷轉移至高閾值高折射率介質材料(M)中；
4)得到最終滿足設計需求的寬帶高閾值組合介質低色散鏡膜系結構。
2.根據權利要求1所述的寬帶高閾值組合介質低色散鏡的設計方法，其特征在于：所述的低折射率介質材料(L)為SiO2、Al2O3或MgF2。
3.根據權利要求1所述的寬帶高閾值組合介質低色散鏡的設計方法，其特征在于：所述的基底層材料為石英玻璃、K9(BK7)或CaF2。
4.根據權利要求1所述的寬帶高閾值組合介質低色散鏡的設計方法，其特征在于，所述的寬帶高折射率介質材料(H)為TiO2、Ta2O5、ZrO2、HfO2、Nb2O5、氟化物、硫化物或Si，高閾值高折射率介質材料(M)為TiO2、Ta2O5、ZrO2、HfO2、Nb2O5、氟化物、硫化物或Si，且所述的寬帶高折射率介質材料(H)帶隙小于所述的高閾值高折射率介質材料(M)的帶隙。
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