можуть мати різні показники заломлення.
Плівка зазвичай містить пори, величина і кількість яких залежать від методу нанесення. Внаслідок цього показник заломлення речовини плівки зазвичай нижче, ніж речовини в масі. Пористість плівки можна характеризувати «коефіцієнтом заповнення», який являє собою відношення будь-яких постійних для речовини у вигляді плівки і у вигляді маси, наприклад ставлення їх густини, показників заломлення та ін. Коефіцієнт заповнення плівок майже завжди менше одиниці.
Експериментально одержувані плівки в тій чи іншій мірі неоднорідні, що необхідно враховувати при визначенні оптичних постійних, інакше це може служити причиною неправильного тлумачення отриманих результатів значна неоднорідність плівок може перешкоджати застосуванню звичайних методів дослідження. Все сказане говорить про те, що збіг теоретичних і експериментальних даних в значній мірі залежить від того, наскільки близька реальна плівка до ідеальної моделі, що лежить в основі розроблюваних методів. Спостережувані розбіжності можуть призвести до помилковим тлумаченням, однак у ряді випадків, при уважному розгляді, можуть служити вказівкою на ті особливості структури, які викликали ці відхилення.
Для слабо поглинаючих плівок застосовується метод розрахунку оптичних постійних за спектральної інтерференційної кривої коефіцієнта пропускання Т (або відбиття R). До найбільш важливих оптичним характеристикам плівки відносяться показник заломлення n2.
Для проведення розрахунків необхідно інтерференційна крива пропускання зразка «плівки на підкладці» у функції довжини хвилі?.
Позначимо показники заломлення послідовно розташованих середовищ: n1 - для повітря, n2 - для плівки, n3 - для підкладки, n4 - для повітря.
Малюнок 3.12 - Структура одношарового покриття
Величина коефіцієнтів відбиття R1 на кордоні 1 - 2 і R2 на кордоні 2 - 3 визначаються наступним чином:
(3.1)
Контрастність З інтерференційного фільтра визначається:
(3.2)=T max + T max; Tmin=T min + T min; (3.3)
де T max, T min - значення максимуму і мінімуму пропускання по експериментальної кривої; T max=R3 - (1 - T max) R3, T min=R3 - (1 - T min) R3 - доданки, що враховує R3 - відображення на кордоні 3 - 4.
Оптична товщина плівок дорівнює:
(3.4)
де?- Довжина хвилі випромінювання; m - кількість екстремумів на кривій.
Сукупність рівнянь (3.2), (3.3), (3.4) є системою, в результаті вирішення якої визначаються значення основних оптичних параметрів плівки D і n2. Обчислення показника заломлення плівки n2 в області з мінімальним поглинанням за допомогою наступного співвідношення:
(3.5)
Товщина плівки визначається з (3.4), а потім на основі формул (3.1) розраховуються коефіцієнти відбиття від системи «повітря - плівка» і «плівка - підкладка» [15]. Таким чином, всі оптичні константи плівки розраховані і результати розрахунку показані в додатку А.
Наведені на малюнку 3.13 результати характеризують показник заломлення плівок в області прозорості.
Малюнок 3.13 - Область прозорості та показники заломлення плівок
Розроблено алгоритм і програма в середовищі Microsoft Excel (малюнки
3.14 - 3.17) за розрахунком: коефіцієнта відбиття від системи «повітря - плівка» і «плівка - підкладка»,
показника заломлення плівки,
оптичної товщини плівки.
Малюнок 3.14 - Схема коефіцієнтів відбиття і показників заломлення для ZnS
Малюнок 3.15 - Графік залежності оптичної товщини покриття на заданому інтервалі довжин хвиль для ZnS
Малюнок 3.16 - Спектральна інтерференційна крива пропускання
Малюнок 3.17 - Вид програми в середовищі Microsoft Excel
Різниця теоретичного і практичного значення показника заломлення пов'язані з тим що теоретична модель не враховує всіх факторів, що впливають на оптичні характеристики покриття таких як шорсткість поверхні, оксидні шари поверхні покриття, забруднення одержувані в процесі експерименту.
Висновок
У даній дипломній роботі були розглянуті фізико-технологічні особливості електронно-променевого синтезу оптичних покриттів функціонального призначення. Вивчено особливості синтезу інтерференційних покриттів формованих електронно-променевим методом. Встановлено особливості електронно-променевого випаровування діелектричних матеріалів. За допомогою електронно-променевого синтезу отримані покриття на основі тугоплавких оксидів.
