Моделирование свойств и измерение характеристик многополосных селективных фильтров. Задание №7 ГНТП «Оптиэл»: отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ; научный руководитель А.А. Минько

Abstract

Объектом исследования является изучение угловых зависимостей пропускания экспериментальных образцов двухполосных и трехполосных селективных оптических фильтров и светоделителей на основе тонких пленок оксида кремния и оксида ниобия. Целью настоящей НИР является разработка оптимальных структур чередующихся слоев оксида кремния и оксида ниобия в двухполосных и трехполосных селективных оптических фильтрах и светоделителях, экспериментальные исследования опытных образцов разработанных структур для создания и корректировки технологии процесса изготовления интерференционных фильтров с запланированными оптическими характеристиками. В результате выполнения НИР выполнены расчеты параметров трехполосных и двухполосных интерференционных фильтров с использованием модели связанных микрорезонаторов. Расчеты показали, что изменения спектра пропускания фильтра находятся в непосредственной зависимости от структуры фильтра. По аналогии с периодическими средами, увеличение количества повторений обрамляющих слоев, может использоваться для управления полушириной и величиной пропускания пиков многослойной структуры. Проведены исследования зависимости спектральных характеристик фильтров от дисперсии используемых материалов. Установлено, что в ультрафиолетовой области влияние дисперсии проявляется сильнее, что необходимо учитывать при расчетах реальных приборов. Исследовано влияние случайного изменения толщины слоев интерференционных фильтров. Установлено, что наибольшее влияние на положение максимумов пропускания оказывают ошибки в слоях, которые представляют собой полости микрорезонатора, а также в прилегающих слоях. По мере отдаления от дефектных слоев, влияние ошибок становится менее чувствительным. Проведены экспериментальные исследования опытных образцов интерференционных фильтров. Полученные зависимости показывают, что при увеличении угла падения излучения спектр пропускания тонкопленочной структуры смещается в коротковолновую область. При углах падения более 5° такое смещение может стать критичным, что необходимо учитывать при практическом использовании интерференционных фильтров. Полученные результаты могут быть использованы не только для более точного контроля в технологическом процессе изготовления фильтра, но и при расчете многополосных фильтров для подстройки максимальных пиков пропускания на необходимые длины волн.