コーティングデザイン

50度における広域帯高反射コーティング

著者たちは、連続四分の一波長スタックを使って、広域帯誘電性レフレクター作成上の問題を考察しました。これは興味深い論文で、この種のコーティングをデザインするならぜひ読むべきです。次の例はこの文献から採用しました。

目的は、波長範囲400-800 nm、入射角50度において、反射率の高いレフレクターをデザインすることです。このコーティングは入射角が50度なので、S偏光の反射率がPよりはるかに高くなります。それゆえ、P偏光の反射率をコントロールすることに集中できます。L (インデックス 1.45) と H (インデックス 2.35) のレイヤーから成るコーティングは、ガラス G (インデックス 1.52) の上にデポジットされます。入射媒質は空気 (インデックス 1.0) です。

文献にある式は 3-スタック (7 ピリオド/スタック) デザインを導き出し、これらのスタックは波長 705、555、および437 nmを中心にしています。反射率を高めるために、著者たちは基板の次に１つの H レイヤーを追加しました。その結果、平均の P 反射率が98%になる、43レイヤーのコーティングがデザインされました。

TFCalc は、この種のコーティングをデザインし、精度を高めることができます。始めのデザインは43-レイヤーコーティングで、スタック式は

G a(HL)^7 b(H(LH)^7) c(LH)^7 air

です。ここで H と L は、参照波長550 nm、入射角50度において、1 QWOT (Quarter-Wave Optical Thickness) になり、因子 a、b、c は"グループ"最適化を使って決定しなければなりません。(レイヤーのグループごとの厚さを変更するので、これはグループ最適化と呼ばれます。すなわち、同じグループにあるすべてのレイヤーは、グループ内の他のレイヤーに対し相対的な厚さを保ちます。) １つの連続ターゲット (400-800 nm、50度においてRp=100% ) と、開始値

a = 1.2000, b = 1.0000, c = 0.8000,

を使うと、グループ最適化は

a = 1.3260, b = 1.0171, c = 0.7855.

という結果を導き出します。これらの値は 729, 559, および 432 nm を中心とするスタックに該当します。平均 P反射率は98%です。 P偏光のパフォーマンスを次に示します。

もし反射率を改良するためにすべてのレイヤーが最適化されるなら、平均P反射率はほぼ同じ値に留まります。しかし、最小反射率は次に示すように実質的に高くなります。

• 次に最終デザインを示します。最初のレイヤーは基板に最も近いもので、厚さの単位は nm です：

  H      97.87
  L     171.35
  H      80.56
  L     152.15
  H      74.35
  L     154.04
  H      83.10
  L     178.45
  H      72.02
  L     129.75
  H      85.36
  L     141.64
  H      82.96
  L     141.89
  H      71.17
  L     137.71
  H      69.96
  L     104.04
  H      55.42
  L     113.89
  H      71.53
  L     121.61
  H      63.21
  L     111.11
  H      61.47
  L     121.69
  H      63.51
  L     101.69
  H      56.86
  L     101.16
  H      52.26
  L      82.60
  H      46.62
  L      94.22
  H      53.49
  L      90.92
  H      46.16
  L      86.62
  H      51.59
  L      91.80
  H      45.96
  L      80.64
  H      49.35