Пристрій для отримання оптичних покрить на основі багатокомпонентних сполук

Винахід відноситься до області технології виготовлення оптичних покрить і може бути застосований при створенні пристроїв інтегральної оптики та елементів опто- та мікроелектроніки. Відомий пристрій для отримання оптичних покрить на основі багатокомпонентних сполук, який містить лазерне джерело випромінювання, оптичну систему, тримачі мішеней і підкладки [1]. Відомий також пристрій для отримання оптичних покрить на основі багатокомпонентних сполук, який містить лазерне джерело випромінювання, оптичну систему, тримачі мішеней і підкладки [2]. Лазерне випромінювання направляють у вакуумі на різні по складу матеріали, які необхідно випаровувати. Пари, які утворюються при випаровуванні, одночасно наносяться на підкладку, встановлену у певному положенні, з утворенням необхідного композиційного покриття. Але в процесі випаровування лазерне випромінювання утворює в мішені виїмки певного радіуса, внаслідок чого відбувається розфокусування променів, що в кінцевому рахунку приводить до зниження ефективності отримання оптичних покрить. Задача винаходу - підвищення ефективності виготовлення оптичних покрить. Досягнення задачі здійснюється тим, що в пристрої для отримання оптичних покрить на основі багатокомпонентних сполук, який містить лазерне джерело випромінювання, оптичну систему, тримачі мішеней та підкладки, в якості тримача мішеней використано камертон, на вібруючих ножках якого закріплені мішені, задаюча котушка, що під'єднана до виходу генератора частот, та вимірювальна котушка, під'єднана до входу вимірювача частот, причому у верхній частині ножок для отримання замкнутого магнітного поля встановлена пружина. Для підвищення ефективності виготовлення оптичних покрить із змінними показниками заломлення в оптичну систему пристрою в кожне плече оптичного лазерного випромінювання після поділу основного лазерного променя введені поляризатори з приводом незалежного обертання їх навколо оптичної осі випромінювання. Порівняльний аналіз з прототипом [2] показує, що заявлений пристрій відрізняється тим, що в ньому тримачі мішеней виконані на основі камертона, на ніжках якого встановлені задаюча котушка, під'єднана до виходу генератора, та вимірювальна котушка, з'єднана з входом частотоміра. Крім того, в кожне плече оптичної осі лазерного променя встановлені поляризатори, які дозволяють отримати градієнтні покриття із змінним показником заломлення. Для отримання замкнутого магнітного поля між ножками камертона (у верхній частині) встановлена пружина із магнітопровідного матеріалу. Ця пружина не перешкоджає коливанню ніжок камертона. Таким чином, заявлений пристрій відповідає критерію винаходу "новизна". Порівняння заявленого рішення з відомими технічними рішеннями [1, 2] показує, що використання камертона з двома котушками (задаючою та вимірювальною) в якості тримачів мішені дозволяє не тільки уникнути дефокусування лазерного променя, але й отримати градієнтні покриття, спростити сканування лазерного променя по поверхні двох мішеней, тобто тримачі мішеней у вигляді камертону мають нові властивості. Це дозволяє зробити висновок про відповідність заявленого технічного рішення критерію "Істотні відмінності". На рисунку (фіг.) схематично приведено пристрій для отримання оптичних покрить. Пристрій складається із лазерного джерела 1 випромінювання, оптичної системи, яка містить блок 2 ділення променя, поляризаторів 3 та лінз 4, блоків 5 керування обертанням поляризаторів, тримача 6 у вигляді камертона, на ножках якого встановлені задаюча та вимірювальна котушки 7 та 8 відповідно. На ножках камертона закріплені дві мішені 9 та 10, пари з яких попадають на підкладку, закріплену в тримачі 11. Пружину між ножками камертона на рисинку не показано. Пристрій працює таким чином. Випромінювання від лазерного джерела 1 після ділення блоком (призмою) 2 та проходження через оптичну систему 3 та 4 потрапляє на мішені 9 і 10. Під час напилення на задаючу котушку 7 подають напругу певної форми (наприклад, синусоїдальну) та частоти від генератора (на рис. не показано). Котушка 7 приводить в коливання ніжку тримача камертона 6. В котушці 8, яка жорстко зв'язана з котушкою 7 через вібруючі ножки тримача камертона 6, наводиться електрорушійна сила. Котушка 8 використовується в якості вимірювача коливання вібратора. Це дає можливість автоматизувати процес нанесення покриття, задаючи час напилення речовини із мішеней 9 та 10 на підкладку, та профіль покрить, які необхідно нанести. Зміна амплітуди коливань камертона (при використанні генератора коливань із змінною частотою) приводить до рівномірного випаровування речовини мішеней 9 та 10 із всієї площі останніх. Пристрій дозволяє прицювати в двох режимах. Перший режим роботи пристрою у випадку постійного положення поляризаторів 3 (коли вони не обертаються і пропускають 100% випромінювання) дозволяє напилити покриття на підкладку з двох мішеней 9 та 10 різного складу. Було отримано покриття із Sn2P2S6 (з двох мішеней SnS та P4S3) шляхом застосування випромінювання імпульсного лазера ЛТИПЧ-7 в режимі гігантських імпульсів. Густина потужності лазерного випромінювання на поверхні мішеней складала по 0,5 × 109Вт/см2. Частота коливання камертона змінювалася від 25 до 100Гц. Другий режим роботи пристрою у випадку обертання, наприклад, двох поляризаторів 3 в протилежних напрямках (один із поляризаторів пропускає у вихідному положенні 100% випромінювання, а другий - порядка 10%), був використаний для отримання покриття з плавною зміною показника заломлення від 2,6 до 3,6. В цьому випадку були використані мішені із SbJ3 та Sb2S3. Для SbJ3 n = 2,6, SbSJ n = 2,87, та Sb2S3 n = 3,6. Режим роботи лазера ЛТИПЧ-7 був аналогічним. Частота коливання камертона також змінювалася від 25 до 100Гц. Запропонований пристрій може також працювати при використанні його для отримання однокомпонентних покрить із бінарних або потрійних чи інших сполук напівпровідників, феромагнетиків і т.д. Технічна ефективність запропонованого пристрою для отримання оптичних покрить на основі компонентних сполук полягає в простоті нанесення покриття, збільшення ефективності роботи, поскільки не потрібно проводити механічного (ручного) сканування лазерного променя по поверхні речовин, які необхідно випаровувати.