誘電体ミラーはどのように機能しますか?
共有
誘電体ミラー
誘電体ミラーはブラッグミラーとも呼ばれ、通常は基板上に堆積された複数の誘電体薄層で構成されたミラーの一種です。これらの交互の層は異なる屈折率を持ち、光学用途で使用する際に特定の波長範囲を反射するように設計されています。
誘電体ミラーの構築
誘電体ミラーは、物理蒸着法などの真空蒸着法を使用して製造されます。このプロセスでは、屈折率の異なる材料を正確な順序で重ねて積層し、誘電体コーティングのスタックを作成します。各層の厚さは、反射するように設計された光の 1/4 波長 (または 1/4 波長の奇数倍) になるように慎重に制御されます。
動作原理
これらのミラーは干渉の原理に基づいて動作します。対象波長の光がミラーに当たると、異なる層境界からの反射の間で建設的な干渉が発生します。これは、交互になった高屈折率層と低屈折率層によって生じる光路差が光の半波長の整数倍に等しいためです。その結果、設計波長の光はほぼ完全に反射され、ミラーの高反射率をもたらします。
一方、設計波長範囲外の光は、反射波が互いに打ち消し合う破壊的干渉を起こします。つまり、誘電体ミラーは特定の波長に対して高い反射率を発揮しながら、他の波長に対しては透過性を発揮できるため、さまざまな光学機器に不可欠なコンポーネントとなっています。
アプリケーション
- レーザーシステム: レーザービームを誘導および制御します。
- 電気通信: 光ファイバーおよびレーザー通信システム。
- 天文学：望遠鏡の鏡を強化する。
- 分光法: 分光計やその他の分析機器のコンポーネントとして。
- フォトリソグラフィー: 半導体産業における精密光学用。
誘電体ミラーの利点
| アドバンテージ | 説明 |
|---|---|
| 高反射率 | 設計波長で入射光の 99% 以上を反射できます。 |
| 耐久性 | ハードコート層により光や環境要因による損傷に耐性があります。 |
| カスタマイズ性 | 層の数と厚さを調整することで、スペクトル特性をカスタマイズできます。 |
| 吸収性が低い | ミラーによって吸収される光は最小限に抑えられ、熱による損傷のリスクが軽減されます。 |
制限事項
- 角度感度: 入射光の入射角によってパフォーマンスが異なります。
- スペクトル範囲: ミラーが設計された特定の波長範囲内でのみ反射率が高くなります。
- 複雑な製造: 製造には、厚さと材料の均一性の正確な制御が必要です。