多波長高反射鏡制造技術

本實用新型專利技術公開了一種多波長高反射鏡，包括基底、高反射率膜層、低反射率膜層，所述高反射率膜層和低反射率膜層依次交替層疊于所述基底上，其中，與基底貼合的膜層為高反射率膜層，所述高反射率膜層和低反射率膜層的總層數為奇數；自與基底貼合的高反射率膜層起，層疊的各膜層厚度呈余弦函數規律變化。本實用新型專利技術的顯著優點在于：1）無論是對于倍頻反射還是無諧波關系的任意多個波長反射鏡均適用；2）可采用較少的膜層數就實現任意多波長高反射率，物理厚度更薄，易于制備。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

多波長高反射鏡
本技術涉及反射鏡，尤其涉及一種多波長高反射鏡。
技術介紹
多波長高反射鏡就是要求在多個波長處同時實現高反射率的光譜要求的反射鏡。近年來在激光、數碼成像等領域對于多波長反射鏡的需求越來越廣泛。在激光
，尤其是和頻激光器諧振腔反射鏡上，為實現高功率和頻光輸出，要求諧振腔反射鏡對任意兩個基頻光波長以及和頻光波長都要實現高反射率；在3D數字電影領域，最新的3D 眼鏡不是采用偏振組合的方式，而是通過光學薄膜對紅、綠、藍三基色波長同時實現高反射率并組合顏色的時序控制，來實現人眼感測的3D效果。如何能夠有效的提供出一種多波長高反射鏡成為目前激光和3D成像中一個急待解決的問題。為實現高反射率的光譜要求，傳統的方法是基于全介質高低折射率薄膜材料通過四分之一光學厚度或四分交替疊加來實現中心波長高反射要求，但這種疊加通常只能實現中心波長以及與中心波長存在整數倍關系的波長可以實現同時高反射率，例如在倍頻激光器中常見的1064nm/532nm雙反射鏡，但對于不具有整數倍關系的任意兩個波長或任意三個波長同時實現高反射率光譜要求，傳統的倍頻反射膜是無法實現的。例如對于593nm和頻黃光激光器，要求593nm\1064nm\1342nm三波長同時高反射率，對于這種任意波長同時反射，目前的辦法多是采用同時疊加多個中心波長對應的反射膜堆來實現，如果有三個波長λ 1，λ 2和λ 3要求實現高反射率，那就將三個反射膜堆組合起來實現，如圖I所示，三個不同高度的厚度表示針對三個不同的反射中心波長構成的三個反射膜堆，這種反射鏡雖然可以同時實現三波長高反射，但所付出的代價的膜層總數非常多達到40層-60層。圖2 示出了針對593nm、1064nm和1342nm三波長反射率要求，采用高折射率材料Ti02和低折射率材料Si02，通過圖I所示的傳統膜堆疊加得到的高反射鏡的反射率特性，在該種反射鏡中采用了 63層膜層結構。由于膜層厚度大，設計和制備難度大，成本高，不利于產品化。 另外一種方法是褶皺法，即通過改變膜結構中每一層薄膜材料折射率來達到多波長反射要求，但是通常這樣得到的折射率在自然界根本不存在，難以實際制備。由于迄今尚沒有新的技術解決此類問題，所以實際使用情況往往是要么反射鏡的效率很低要么反射鏡的結構復雜，膜層數多，制備難度大。
技術實現思路
本技術主要解決的技術問題是提供一種能夠在較少的膜層條件下容易實現任意多波長高反射率的反射鏡。為解決上述技術問題，本技術采用的一個技術方案是提供一種多波長高反射鏡，包括基底、高反射率膜層、低反射率膜層，所述高反射率膜層和低反射率膜層依次交替層疊于所述基底上，其中，與基底貼合的膜層為高反射率膜層，所述高反射率膜層和低反射率膜層的總層數為奇數；自與基底貼合的高反射率膜層起，層疊的各膜層厚度呈余弦函3數規律變化。其中，所述高反射率膜層的材料為Ti02、Nb2O5、Ta2O5中的一種。其中，所述低反射率膜層的材料為SiO2 *MgF2。其中，所述基底的材料為玻璃或塑料。本技術的有益效果是本技術的多波長高反射鏡中，膜層厚度采用余弦函數規律調制，與現有用多個反射膜堆相疊加的結構相比，本技術的顯著優點在于1) 無論是對于倍頻反射還是無諧波關系的任意多個波長反射鏡均適用；2)該結構可采用較少的膜層數就實現任意多波長高反射率，物理厚度更薄，易于制備。附圖說明圖I是傳統的三個反射膜堆直接疊加的反射鏡中膜層厚度序列示意圖；圖2是按傳統膜堆疊加的高反射鏡的反射率特性曲線圖；圖3是本技術的多波長高反射鏡的結構示意圖；圖4是本技術的多波長高反射鏡中膜層厚度序列示意圖；圖5是本技術的多波長高反射鏡的反射率特性曲線圖。標號說明I、基底；2、膜堆。具體實施方式為詳細說明本技術的
技術實現思路
、構造特征、所實現目的及效果，以下結合實施方式并配合附圖詳予說明。請參閱圖3以及圖4，本技術的多波長高反射鏡包括基底I和膜堆2，其中膜堆2由高反射率膜層和低反射率膜層依次交替層疊構成，高反射率膜層與低反射率膜層的總數為奇數。其中，與基底I貼合的膜層為高反射率膜層，則最外層與空氣界面接觸的膜層亦為高折射率膜層。其中高折射率膜層的材料由TiO2 (折射率2. 4)，Nb2O5 (折射率2.35) ,Ta2O5 (折射率2. 15)中的一種構成，低折射率膜層的材料由SiO2 (折射率1.45)或 MgF2 (折射率I. 38)構成，基底I的材料為透明的玻璃或塑料。各膜層的厚度并非按傳統膜堆中四分之一光學厚度或其整數倍厚度設置，而是采用余弦函數規律調制，使得反射鏡結構中的膜層厚度按照一定的函數規律變化，變化后的反射鏡結構滿足多波長反射的截止帶方程，其中調制幅度，調制頻率和調制周期是根據多波長反射鏡所要求的幾個反射中心波長的波數和反射率大小來確定的。例如對于和頻激光器三波長高反射鏡要求，要實現λ ，λ 2和λ 3三個波長處同時滿足高反射率(R>99. 5%) 的光譜要求，根據λ 1，λ 2和λ 3三個波長對應的波數確定出所需調制周期的最小公倍數， 根據要求滿足的反射率值確定所需調制的幅度和頻率，在此基礎上采用余弦函數LU)= [1+kcos (2 π χ/Τ)]對膜堆結構的厚度進行按照余弦規律變化進行調制，使得該結構的厚度滿足多波長截止帶方程，調制后的反射鏡膜層結構如圖4所示，可以看出整個厚度是按照一種余弦函數的曲線變化規律來進行。圖5是采用本技術的思想由35層膜層結構構成的高反射鏡的反射率特性曲線圖，其中高折射率膜層材料選用TiO2，低折射率膜層材料選用SiO2，基底為透明光學玻璃，其中A、B、C三個區域對應的是三個反射區，反射區中心波長分別為593nm、1064nm和 1342nm,這三個波長正是和頻黃光激光器593nm對應的兩個基頻光波長和一個和頻光波長，互相沒有諧波關系。采用本技術反射鏡結構在35層膜層數下，即實現了三個波長反射率大于99. 5%的光譜性能。與圖2所示的現有技術中按傳統膜堆的高反射鏡相比，在保證相同的三個反射波長高反射率光譜，且采用同樣的材料作為高折射率膜層與低折射率膜層的前提下，本技術所需的膜層數更少，反射鏡膜層厚度更薄，具有更低的制造成本和制造難度。以上所述僅為本技術的實施例，并非因此限制本技術的專利范圍，凡是利用本技術說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的
，均同理包括在本技術的專利保護范圍內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多波長高反射鏡，其特征在于，包括基底、高反射率膜層、低反射率膜層，所述高反射率膜層和低反射率膜層依次交替層疊于所述基底上，其中，與基底貼合的膜層為高反射率膜層，所述高反射率膜層和低反射率膜層的總層數為奇數；自與基底貼合的高反射率膜層起，層疊的各膜層厚度呈余弦函數規律變化。

【技術特征摘要】
1.一種多波長高反射鏡，其特征在于，包括基底、高反射率膜層、低反射率膜層，所述高反射率膜層和低反射率膜層依次交替層疊于所述基底上，其中，與基底貼合的膜層為高反射率膜層，所述高反射率膜層和低反射率膜層的總層數為奇數；自與基底貼合的高反射率膜層起，層疊的各膜層厚度呈余弦函數規律變化。2.根據...

【專利技術屬性】
技術研發人員：卜軼坤，吳冠偉，關振奮，張慎興，
申請(專利權)人：晉譜福建光電科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：