Інтерференційне покриття (варіанти) та матеріал для його виготовлення (варіанти)

1. Матеріал для інтерференційних покриттів, що містить в основі цинку сульфід, який відрізняється тим, що він додатково містить гадолінію сульфід за наступним співвідношенням компонентів, мас.%: гадолінію сульфід 8,0-9,0 C2 ПОКРИТТЯ ДО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД (13) (54) ІНТЕРФЕРЕНЦІЙНЕ (ВАРІАНТИ) ОПИС 68929 ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ 3 68929 4 вакуумній камері, при випаровуванні утворює не товщини шарів, рахуючи від підкладки, мають надто міцне покриття (група 1 механічної міцності). наступні величини, нм: Відоме широкосмугове просвітлююче покрит218, 353, 218, 353, 437, 353, 218, 353, 218, 353, тя, яке містить сім шарів, які чергуються з високим 218, 353, 218, 353, 437, 353, 218, 353, 218. і низьким показниками заломлення. Величина Новим у першому винаході є те, що матеріал оптичної товщини шару, що прилягає до підкладки, додатково містить гадолінію сульфід та кількісне виконаного з речовини з низьким показником заспіввідношення компонентів. Новим у другому винаході є те, що матеріал ломлення, дорівнює 0.064 0 де 0 - довжина хвилі, додатково містить лютецію фторид та кількісне яка відповідає середині робочого діапазону. співвідношення компонентів. Відношення оптичних товщин шарів, рахуючи від Новим у третьому і четвертому винаходах є підкладки обрано рівним кількість шарів, які чергуються, та фізична товщи0.28:0.164:1.751:0.138:0.364:2.006:1.00. Показники на кожного шару. заломлення шарів дорівнюють 2.10 і 1.35 [див. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю авторське свідоцтво СРСР №934429]. заявлюваних ознак та технічним результатом, що Дане покриття обрано прототипом для досягається, є таким: у процесі високотемпературспектроподілювача і покриття для вузькосмугового ного випаровування плівкоутворюючих матеріалів фільтру. відбувається взаємодія добавок з оксидними Спільним у винаходу, що заявляється і протодомішками, що містяться у матеріалі, та залишкотипу є: вим киснем у вакуумній камері за схемами: - наявність декількох шарів; випарювач І: - шари чергуються: з високим і низьким показником заломлення. 4GdS 2ZnO O2 2Gd2O2S 2ZnS Але зазначене покриття є широкосмуговим випарювач II: просвітлюючим і не може відігравати роль t LuF3 MgO LuOF MgF2 спектроподілювача через принципово інше чергування шарів з високим і низьким показниками заt 2LuF3 O2 2LuOF 2F2 ломлення. Оксисульфід (Gd2O2S) та оксифторид (LuOF) є В основу винаходу поставлено задачу створималолеткими сполуками і залишаються у випарюти матеріали для інтерференційних багатошаровачах (їх виявлено методом рентгенофазового вих покриттів і на їх основі покриття для аналізу у залишках від випаровування). Таким чиспектроподілювача і покриття для вузькосмугового ном, у вакуумній камері створюються умови для фільтру, які дають покращені властивості та одержання у плівкових шарах високочистих, безбільшу механічну міцність. дефектних і однофазних матеріалів (ZnS і MgF2, Поставлена задача вирішена групою, з човідповідно), що, безумовно, мало сприяти тирьох винаходів, які об'єднані єдиним підвищенню механічної міцності шарів і багатошавинахідницьким задумом. рового покриття у цілому. В першому винаході поставлена задача Розрахунок кількості шарів та їхньої товщини вирішена в матеріалі для інтерференційних для спектроподілювача та інтерференційного покриттів на основі цинку сульфіду тим, що він фільтра 14 діапазону спектру проводили за додатково містить гадолінію сульфід, за наступспеціальною комп'ютерною програмою, виходячи з ним співвідношенням вказаних компонентів, мас. даних про показник заломлення коефіцієнту %: розсіювання та оптичної неоднорідності модельгадолінію сульфід 8.0-9.0 них одношарових плівок з розроблених матеріалів цинку сульфід 91.0-92.0 з високим та низьким показниками заломлення. В другому винаході поставлена задача Матеріал для інтерференційних покриттів по вирішена в матеріалі для інтерференційних першому винаходу готують таким чином: композипокриттів на основі магнію фториду тим, що він ти системи ZnS-GdS синтезовано методом високододатково містить лютецію фторид, за наступним температурного твердофазного синтезу в інертній співвідношенням вказаних компонентів, мас. %: атмосфері (Не) окремих сульфідів ZnS та GaS, що лютецію фторид 15.0-16.0 були отримані попередньо прямим синтезом з магнію фторид 84.0-85.0 металів та сірки. Таблетки (світло-сірого кольору) В третьому винаході поставлена задача виготовлено шляхом спікання спресованого вирішена конструкцією покриття для дрібнодисперсного матеріалу; за даними РФА спектроподілювача, що містить декілька шарів з матеріал містить фази сфалеритної та вюртцитної високим і низьким показниками заломлення тим, модифікацій ZnS з дещо зміненими параметрами що воно містить шістнадцять шарів, причому кристалічної ґратки. фізичні товщини шарів, рахуючи від підкладки, Матеріал для інтерференційних покриттів по мають наступні величини, нм: другому винаходу готують таким чином: зразки 340, 504,294,476,289, 469, 288, 467, 288, 468, системи MgF2-LuF3 синтезовані шляхом стоплення 289, 473, 295, 493, 300, 230. попередньо синтезованих бінарних фторидів у В четвертому винаході поставлена задача графітових тиглях. Бінарні фториди MgF2 та LuF3 в вирішена конструкцією покриття для вузькосмугосвою чергу, були отримані шляхом фторування вого фільтру, що містить декілька шарів з високим дифторидом амонію (NH4HF2) відповідних оксиді низьким показниками заломлення тим, що воно них сполук металів (МgСО3 та Lu2О3). За даними містить дев'ятнадцять шарів, причому фізичні РФА зразки матеріалу є гетерофазними і містять 5 68929 6 вихідні компоненти з дещо зміненими параметрарозсіювання, фотоприймач та регіструюча апарами кристалічних ґраток. тура. Еталонна пластина розміщується у Багатошарове покриття готують таким чином: фотометричній кулі так, щоб на неї падало у ванночку з молібденової фольги випарювача І випромінювання лазера. Приймач розташований закладають таблетку, яка містить 91мас. % на поверхні фотометричної кулі під кутом 90° до ZnS+9мас. % GdS; у ванночку з молібденової еталонної пластини. Фіксують сигнал від еталонної фольги випарювача II закладають таблетку, яка пластини, потім замість неї ставлять містить 84мас. % MgF2+16мас. % LuF3. Оптичну досліджуваний зразок. По співвідношенню покадеталь зі знежиреними поверхнями встановлюють зань приймача розраховують коефіцієнт у гніздо підкладкоутримувача, а контрольну пларозсіювання зразка. стину зі знежиреними поверхнями встановлюють у Механічну міцність покриттів визначають зтигніздо фотометричного пристрою для контролю ранням обгорнутою батистовою тканиною гумовим товщини шарів. Зачиняють вакуумну камеру та наконечником на приладі СМ-55; робоча частина розпочинають відкачку з неї повітря. Коли у камері наконечника має бути закруглена за сферою досягнуто вакуум 1.10-3Па, вмикають обігрівання радіусом 3мм. Режим випробування: підкладок (ТЕН або інфрачервоні лампи); камера навантаження на зтираючий накорозігрівається до 150°С та утримується при цій нечник 200г температурі протягом 1 години (температура у частота обертання деталі з покамері контролюється за допомогою термопари, криттям 500об/хвил. яка розміщена поблизу поверхні оптичної деталі, відстань від осі обертання деталі на яку буде нанесено покриття). Вмикають живдо осі наконечника 5мм лення на випарювачі І і розігрівають ПУМ до розПісля випробувань на зтирання поверхні топленого стану; витримують розтоп під захисним деталі з покриттям продивляються у відбитому екраном, доки не стабілізується тиск у вакуумній світлі на фоні чорного екрану при освітленні елеккамері, після чого відводять захисний екран від тролампою потужністю 60-100Вт. Деталь вважавипарювача І. За допомогою фотометричного приють придатною, якщо немає наскрізної кільцевої строю контролюють товщину шару, який суцільної або переривистої подряпини. утворюється на контрольній пластині; коли покаГрупа механічної міцності визначається зання фотометричного пристрою свідчать, що докількістю обертів, яке витримало покриття: сягнута потрібна товщина шару, вимикають жив0 група - покриття допускає чистку батистовою лення на випарювачі І і переводять захисний серветкою із застосуванням спирту або спиртоекран в положення над випарювачем І. Аналогічні ефірної суміші і витримує не менш 3000 обертів на дії виконують над випарювачем II. Далі почергово приладі СМ-55; повторюють операції по нанесенню шарів з кожноІ група - покриття допускає чистку батистовою го з випарювачів і після нанесення останнього шасерветкою із застосуванням спирту або спиртору вимикають систему обігрівання підкладок та ефірної суміші і витримує не менш 2000 обертів на привід обертання підкладкоутримувача. приладі СМ-55. Процес термічного випаровування у вакуумі Приклад 1 проводився за наступними параметрами: Приготували матеріал для інтерференційних спосіб нагрівання: резистивний; покриттів з високим показником заломлення, як вакуум у камері ВУ-1А: 1.10-3Па; описано вище. Компоненти брали у такому температура підкладки: 210°С; співвідношенні, мас. %: швидкість нанесення плівкового шару: 150гадолінію сульфід 9.0 250нм/с (випарювач І) цинку сульфід 91.0 та 120-180нм/с (випарювач II). Приклад 2 Параметри одношарових плівкових покриттів Приготували матеріал для інтерференційних (товщина 850нм) покриттів з низьким показником заломлення, як а) з випарювача I: n (показник заломлення) описано вище. Компоненти брали у такому =2.17; співвідношенні, мас. %: лютецію фторид 16.0 (коефіцієнт розсіювання) = 0,4 0,5 %; магнію фторид 84.0 Н (механічна міцність) =22000 обертів Приклад 3 б) з випарювача II: n=1.43; Приготували багатошарове покриття, як опи= 0.05 0.06%; сано вище для спектроподілювача близького Н=16000 обертів. інфрачервоного діапазону. Покриття мало 16 поКоефіцієнт розсіювання контролюється за дочергових плівкових шарів з високим і низьким попомогою фотометричного пристрою, до складу казниками заломлення з наступними фізичними якого входять He-Ne лазер, фотометрична куля, товщинами: еталонна пластина з відомим коефіцієнтом I 340 II 504 I II 294 476 I 289 II 469 I 288 II 467 де І - шар з високим показником заломлення, II - шар з низьким показником заломлення (цифри позначають фізичну товщину шару у нм) Параметри покриття: I 288 II 468 I 289 II 473 I 295 II 493 I 300 II 230 інтегральне пропускання в діапазоні 12002100нм: 91-96%; ширина смуги обрізання: - 150нм; механічна міцність: 20000 обертів (група 0). 7 68929 8 Приклад 4 Покриття мало 19 плівкових шарів з високим і Приготували багатошарове покриття для вузьнизьким показниками заломлення з наступними космугового інтерференційного фільтру, як описафізичними товщинами: но вище, для близького інфрачервоного діапазону. I II I II I II I II I II I II I II I II I 218 353 218 353 437 353 218 353 218 353 218 353 437 353 218 353 218 (позначення ті ж) Параметри покриття: макс = 1910нм; інтегральне пропускання в максимумі: 93%; напівширина максимуму: 50нм; механічна міцність: 14000 обертів (група 0). Комп’ютерна верстка М. Клюкін Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601