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Antireflexbeschichtungen
Bei Auskoppel-Spiegeln, Strahlteilern, an
Stirnflächen von Laserkristallen oder an den Endflächen von
optischen Fasern wird häufig gewünscht, dass
Fresnel-Reflexionen an den Grenzflächen minimiert werden.
Solche
Entspiegelungen sind , aufgrund der verbesserten
Transmissionseigenschaften, auch und besonders für High-Power
Anwendungen zur Reduktion von Zerstörschwellen interessant.
Theoretisch lässt sich für den senkrechten Einfall bereits durch
eine Einzelschicht mit der Dicke
d = λ / 4n
die
Reflektivität einer Grenzschicht für eine bestimmte Wellenlänge λ
auf Null Prozent verringern, vorausgesetzt der Brechungsindex n des
Schichtmaterials genügt folgender Bedingung:
n = √
n0 n1 ,
wobei n0 und n1 die Brechungsindizes der
beteiligten Medien an der ursprünglichen Grenzschicht sind.
- Transmissionsspektrum einer Antireflexbeschichtung auf einem Zirkonium Kristall
[1]
- © Scharfenorth
Ein Beispiel: Zirkoniumoxid (ZrO2), mit einem Brechungsindex von n1 ≈ 2,1, reflektiert im sichtbaren Wellenlängenbereich an der Grenzfläche zur Luft (n0 = 1) ca. 12% des einfallenden Lichts. Bereits eine einzelne Schicht Siliziumdioxid (nSiO2 = 1,45) reduziert die Fresnel-Reflexionen auf weit weniger als 1% (s. Grafik).
Diese Bedingung kann
natürlich nur in den seltensten Fällen erfüllt werden. Durch
geschickte Kombination mehrerer Materialien, in zum Teil komplexen
Schichtsystemen, lässt sich dennoch die Entspiegelung von
Grenzflächen optimieren. Im allgemeinen sind bereits
Schichtsysteme aus zwei bzw. drei Materialien hinreichend
gut.
Wichtig für die optimale AR- Beschichtung, ist die Kenntnis
des genauen Brechungsindex des zu entspiegelnden
Materials.
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