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TFCalc (ティーエフカルク)
コーティングデザイン

コーティングデザイン

広帯域反射防止グレグーデッドインデックスコーティング

1962 年の文献、 Peter H. Berning, "Use of Equivalent films in the design of infrared multilayer antireflection coatings", Journal of the Optical Society of America, Vol. 52(4), pp. 431-436 (April 1962).

著者により説明されたデザインの1つは、ゲルマニウムのステップグレーデッドインデックス反射防止コーティングです。このコーティングは次のように、インデックスが 1.35 (実行可能な最低インデックス) から 4 (ゲルマニウムのインデックス) まで線形に変化する 20 の四分の一波長レイヤーから成っています。

このコーティングは、反射率が低く非常に広い波長範囲をもっています。ここで、線形プロファイルが最良かどうかという疑問が生じます。この疑問を探るために、最適化を使うことができます。これは TFCalc のユニークな機能で、光学的な厚さを固定したまま反射率を最適化します。1つの連続的な最適化ターゲットを使います: 3-20 ミクロンで R=0。可能なかぎり反射率を均一にするために、メリット関数のベキ数を 16 に設定します。驚くべきことに、結果のインデックスプロファイルは正弦曲線の一部のように見えます:

最適化されたデザインのパフォーマンスは驚くほど向上します。2つのデザインの反射率を次に示します。

  • ここに、ゲルマニウム基板に最も近いレイヤーから始まる、最適化されたデザインの屈折率のリストがあります:
    1   3.9356
    2   3.7482
    3   3.3986
    4   2.9121
    5   2.3790
    6   1.9044
    7   1.5598
    8   1.3726
    9   1.3500
    10   1.5042
    11   1.8606
    12   2.4315
    13   3.1456
    14   3.7738
    15   4.0000
    16   3.6871
    17   3.0181
    18   2.3016
    19   1.7310
    20   1.3500
    

四分の一波長の光学的厚さの参照波長は 5.217 ミクロンで、これが3ミクロンと20ミクロンのあいだの、周波数スケールの中点です。

注: レイヤーの数を増やすと、正弦曲線の周期が多いデザインを見つけることができます。しかし、追加された周期が、上のように、パフォーマンスを劇的に改善するわけではありません。

デザインのダウンロード

Berning のデザインをダウンロードして TFCalc の最適化の方法を見ることができます。これには TFCalc の製品版(デモ版ではなく)が必要です。WindowsMacintosh ファイルをクリックしてください。このデザインは、インデックスが4のGとよばれる基板があることを前提にしています。G 基板は TFCalc と一緒にインストールされます。このファイルをダウンロードするとき、Windows ユーザーはディスクに保存する必要があります。拡張子".TFD"を確かめてください。