[发明专利]无序多层介质膜宽带光学反射镜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种光学介质膜反射镜，特别是涉及一种用于激光器中的无序多层介质膜高反射镜及其制备方法。多层介质膜高反射镜是目前广泛应用于各类激关器及光学仪器中的一种光学元件。它是把具有高，低折射率的两种介质材料，分别以光学厚度为四分之一中心波长的厚度交替在基底材料上制成的。如文献：

Pochi Yeh：Optical Wgves in layered media(Wiley，New York，1988)

由于反射光的相长干涉，在中心波长左右一定波段上，这种多层膜的反射率可达99％以上，它的主要优点是反射率高，损耗小。主要缺点是对每一块高反镜只能在一个有限的波长范围里有高的反射率，这个工作范围一般是一百多纳米左右，因此在某些应用中，如宽带调频激光器，宽带法卜利-白洛干涉仪等，就必须准备几种不同工作波段的高反膜。这不但增加成本，而且更换高反镜也给使用带来诸多不便。

针对多层介质膜高反镜工作区域较窄的问题，目前可以用把不  同中心波长的四分之一波长膜系镀在同一介质或金属基底上来解决。但这种扩展工作波长的方法手续繁杂，在连接区还要加镀特殊的耦合层以防止透射峰的出现，因而在实用上受一定限制。又如文献：

光学薄膜原理，  林永昌，卢维强  编著

国防工业出版社，  1990年5月  北京

本发明的目的在于克服已有技术的缺点和不足，为了拓宽多层介质膜高反镜工作区域，使一块高反镜在几百纳米的波长范围内都具有高反射率，而在制备该膜时又无需在不同波长连接处加镀特殊的耦合层，以防止透射峰的出现，从而提供一种由具有高和低折射率的两种介质材料交替镀在同一介质或金属基底上N层介质膜高反镜，以及根据所要求的反射中心波长位置确定镀膜材料，再由所要求的高反射区的宽度确定无序度，并根据中心波长，镀膜材料的折射率及无序度选取一组膜厚分布，用光学转换矩阵方法计算出它的反射率，以验证在所需的高反区有好的反射率，并进一步通过调整这些层的层厚及先后次序使层厚分布最佳化的无序多层介质膜宽带光学反射镜的制备方法。

本发明的任务是这样实现的：

无序多层介质膜宽带光学反射镜是由介质材料或金属材料做为基片，在其基片上采用真空镀膜镀上由两种介质材料，按预先决定的无序度和所镀介质材料的折射率确定的层厚交替镀上N层，N层可以是20-100层。

具体制备步骤：

根据要求的反射区的中心波长决定镀膜材料，根据要求的反射区的宽度确定多层膜的无序度D D = { 1 / m Σ i = 1 m [ ( Li - L ) 2 + ( Hi - H ) 2 ] } 1 / 2 · 1 L + H ]]>

其中m是同一反射镜上每种材料镀层的总层数，Li，Hi分别为低和高折射率材料第i层的厚度，L，H分别为低和高折射率材料镀层的平均厚度：n_L，n_H分别为两种材料的折射率，λ₀是反射的中心波长。