[发明专利]宽带高阈值组合介质低色散镜结构及其设计方法

权利要求书

1.一种宽带高阈值组合介质低色散镜的设计方法，该宽带高阈值组合介质低色散镜，由下而上依次是基底层(1)、宽带介质膜层(2)、高阈值介质膜层(3)和空气层(4)，所述的宽带介质膜层(2)由低折射率介质材料(L)和宽带高折射率介质材料(H)交替沉积而成，所述的高阈值介质膜层(3)由低折射率介质材料(L)和高阈值高折射率介质材料(M)交替沉积而成，所述的宽带高折射率介质材料(H)带隙小于所述的高阈值高折射率介质材料(M)的带隙，所述的低折射率介质材料(L)的折射率小于宽带高折射率介质材料(H)的折射率，且小于高阈值高折射率介质材料(M)的折射率，所选高阈值高折射率材料的带隙大于宽带高折射率材料的带隙，其特征在于，该设计方法包括以下步骤：

1)根据所需设计低色散镜的反射带宽和反射率选择合适的宽带介质膜层(2)和周期数：所述的宽带高折射率介质材料(H)和低折射率介质材料(L)的折射率比值范围1～3，折射率的比值越大，设计的低色散镜反射带宽越宽，宽带介质膜层(2)周期数需大于10，周期数越大，反射带宽范围内的反射率越高；

2)根据所需设计低色散镜的阈值要求、色散和反射带宽选择合适的高阈值介质膜层(3)和周期数：所述的高阈值高折射率介质材料(M)和低折射率介质材料(L)的折射率比值范围1～2，折射率的比值越小，设计的低色散镜的阈值越高，但是色散越大，高阈值介质膜层(3)周期数不大于10，周期数越大，阈值越高，色散越大；

3)从低色散镜的最外层(靠近空气层)开始，线性减小高阈值高折射率介质材料膜层的厚度，线性增加低折射率介质材料膜层的厚度，获得电场变化及色散和反射光谱随着高阈值介质膜层厚度的变化规律，在此基础上，使色散和反射率达到设计目标的同时，将表层电场峰值转移至低折射率材料中，将电场峰谷转移至高阈值高折射率介质材料(M)中；

4)得到最终满足设计需求的宽带高阈值组合介质低色散镜膜系结构。

2.根据权利要求1所述的宽带高阈值组合介质低色散镜的设计方法，其特征在于：所述的低折射率介质材料(L)为SiO₂、Al₂O₃或MgF₂。

3.根据权利要求1所述的宽带高阈值组合介质低色散镜的设计方法，其特征在于：所述的基底层材料为石英玻璃、K9(BK7)或CaF₂。

4.根据权利要求1所述的宽带高阈值组合介质低色散镜的设计方法，其特征在于，所述的宽带高折射率介质材料(H)为TiO₂、Ta₂O₅、ZrO₂、HfO₂、Nb₂O₅、氟化物、硫化物或Si，高阈值高折射率介质材料(M)为TiO₂、Ta₂O₅、ZrO₂、HfO₂、Nb₂O₅、氟化物、硫化物或Si，且所述的宽带高折射率介质材料(H)带隙小于所述的高阈值高折射率介质材料(M)的带隙。