多波长高反射镜制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多波长高反射镜，包括基底、高反射率膜层、低反射率膜层，所述高反射率膜层和低反射率膜层依次交替层叠于所述基底上，其中，与基底贴合的膜层为高反射率膜层，所述高反射率膜层和低反射率膜层的总层数为奇数；自与基底贴合的高反射率膜层起，层叠的各膜层厚度呈余弦函数规律变化。本实用新型专利技术的显著优点在于：1）无论是对于倍频反射还是无谐波关系的任意多个波长反射镜均适用；2）可采用较少的膜层数就实现任意多波长高反射率，物理厚度更薄，易于制备。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

多波长高反射镜
本技术涉及反射镜，尤其涉及一种多波长高反射镜。
技术介绍
多波长高反射镜就是要求在多个波长处同时实现高反射率的光谱要求的反射镜。近年来在激光、数码成像等领域对于多波长反射镜的需求越来越广泛。在激光
，尤其是和频激光器谐振腔反射镜上，为实现高功率和频光输出，要求谐振腔反射镜对任意两个基频光波长以及和频光波长都要实现高反射率；在3D数字电影领域，最新的3D 眼镜不是采用偏振组合的方式，而是通过光学薄膜对红、绿、蓝三基色波长同时实现高反射率并组合颜色的时序控制，来实现人眼感测的3D效果。如何能够有效的提供出一种多波长高反射镜成为目前激光和3D成像中一个急待解决的问题。为实现高反射率的光谱要求，传统的方法是基于全介质高低折射率薄膜材料通过四分之一光学厚度或四分交替叠加来实现中心波长高反射要求，但这种叠加通常只能实现中心波长以及与中心波长存在整数倍关系的波长可以实现同时高反射率，例如在倍频激光器中常见的1064nm/532nm双反射镜，但对于不具有整数倍关系的任意两个波长或任意三个波长同时实现高反射率光谱要求，传统的倍频反射膜是无法实现的。例如对于593nm和频黄光激光器，要求593nm\1064nm\1342nm三波长同时高反射率，对于这种任意波长同时反射，目前的办法多是采用同时叠加多个中心波长对应的反射膜堆来实现，如果有三个波长λ 1，λ 2和λ 3要求实现高反射率，那就将三个反射膜堆组合起来实现，如图I所示，三个不同高度的厚度表示针对三个不同的反射中心波长构成的三个反射膜堆，这种反射镜虽然可以同时实现三波长高反射，但所付出的代价的膜层总数非常多达到40层-60层。图2 示出了针对593nm、1064nm和1342nm三波长反射率要求，采用高折射率材料Ti02和低折射率材料Si02，通过图I所示的传统膜堆叠加得到的高反射镜的反射率特性，在该种反射镜中采用了 63层膜层结构。由于膜层厚度大，设计和制备难度大，成本高，不利于产品化。 另外一种方法是褶皱法，即通过改变膜结构中每一层薄膜材料折射率来达到多波长反射要求，但是通常这样得到的折射率在自然界根本不存在，难以实际制备。由于迄今尚没有新的技术解决此类问题，所以实际使用情况往往是要么反射镜的效率很低要么反射镜的结构复杂，膜层数多，制备难度大。
技术实现思路
本技术主要解决的技术问题是提供一种能够在较少的膜层条件下容易实现任意多波长高反射率的反射镜。为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是提供一种多波长高反射镜，包括基底、高反射率膜层、低反射率膜层，所述高反射率膜层和低反射率膜层依次交替层叠于所述基底上，其中，与基底贴合的膜层为高反射率膜层，所述高反射率膜层和低反射率膜层的总层数为奇数；自与基底贴合的高反射率膜层起，层叠的各膜层厚度呈余弦函3数规律变化。其中，所述高反射率膜层的材料为Ti02、Nb2O5、Ta2O5中的一种。其中，所述低反射率膜层的材料为SiO2 *MgF2。其中，所述基底的材料为玻璃或塑料。本技术的有益效果是本技术的多波长高反射镜中，膜层厚度采用余弦函数规律调制，与现有用多个反射膜堆相叠加的结构相比，本技术的显著优点在于1) 无论是对于倍频反射还是无谐波关系的任意多个波长反射镜均适用；2)该结构可采用较少的膜层数就实现任意多波长高反射率，物理厚度更薄，易于制备。附图说明图I是传统的三个反射膜堆直接叠加的反射镜中膜层厚度序列示意图；图2是按传统膜堆叠加的高反射镜的反射率特性曲线图；图3是本技术的多波长高反射镜的结构示意图；图4是本技术的多波长高反射镜中膜层厚度序列示意图；图5是本技术的多波长高反射镜的反射率特性曲线图。标号说明I、基底；2、膜堆。具体实施方式为详细说明本技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。请参阅图3以及图4，本技术的多波长高反射镜包括基底I和膜堆2，其中膜堆2由高反射率膜层和低反射率膜层依次交替层叠构成，高反射率膜层与低反射率膜层的总数为奇数。其中，与基底I贴合的膜层为高反射率膜层，则最外层与空气界面接触的膜层亦为高折射率膜层。其中高折射率膜层的材料由TiO2 (折射率2. 4)，Nb2O5 (折射率2.35) ,Ta2O5 (折射率2. 15)中的一种构成，低折射率膜层的材料由SiO2 (折射率1.45)或 MgF2 (折射率I. 38)构成，基底I的材料为透明的玻璃或塑料。各膜层的厚度并非按传统膜堆中四分之一光学厚度或其整数倍厚度设置，而是采用余弦函数规律调制，使得反射镜结构中的膜层厚度按照一定的函数规律变化，变化后的反射镜结构满足多波长反射的截止带方程，其中调制幅度，调制频率和调制周期是根据多波长反射镜所要求的几个反射中心波长的波数和反射率大小来确定的。例如对于和频激光器三波长高反射镜要求，要实现λ ，λ 2和λ 3三个波长处同时满足高反射率(R>99. 5%) 的光谱要求，根据λ 1，λ 2和λ 3三个波长对应的波数确定出所需调制周期的最小公倍数， 根据要求满足的反射率值确定所需调制的幅度和频率，在此基础上采用余弦函数LU)= [1+kcos (2 π χ/Τ)]对膜堆结构的厚度进行按照余弦规律变化进行调制，使得该结构的厚度满足多波长截止带方程，调制后的反射镜膜层结构如图4所示，可以看出整个厚度是按照一种余弦函数的曲线变化规律来进行。图5是采用本技术的思想由35层膜层结构构成的高反射镜的反射率特性曲线图，其中高折射率膜层材料选用TiO2，低折射率膜层材料选用SiO2，基底为透明光学玻璃，其中A、B、C三个区域对应的是三个反射区，反射区中心波长分别为593nm、1064nm和 1342nm,这三个波长正是和频黄光激光器593nm对应的两个基频光波长和一个和频光波长，互相没有谐波关系。采用本技术反射镜结构在35层膜层数下，即实现了三个波长反射率大于99. 5%的光谱性能。与图2所示的现有技术中按传统膜堆的高反射镜相比，在保证相同的三个反射波长高反射率光谱，且采用同样的材料作为高折射率膜层与低折射率膜层的前提下，本技术所需的膜层数更少，反射镜膜层厚度更薄，具有更低的制造成本和制造难度。以上所述仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
，均同理包括在本技术的专利保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多波长高反射镜，其特征在于，包括基底、高反射率膜层、低反射率膜层，所述高反射率膜层和低反射率膜层依次交替层叠于所述基底上，其中，与基底贴合的膜层为高反射率膜层，所述高反射率膜层和低反射率膜层的总层数为奇数；自与基底贴合的高反射率膜层起，层叠的各膜层厚度呈余弦函数规律变化。

【技术特征摘要】
1.一种多波长高反射镜，其特征在于，包括基底、高反射率膜层、低反射率膜层，所述高反射率膜层和低反射率膜层依次交替层叠于所述基底上，其中，与基底贴合的膜层为高反射率膜层，所述高反射率膜层和低反射率膜层的总层数为奇数；自与基底贴合的高反射率膜层起，层叠的各膜层厚度呈余弦函数规律变化。2.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：卜轶坤，吴冠伟，关振奋，张慎兴，
申请(专利权)人：晋谱福建光电科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：