طراحی و ساخت پوشش ضدبازتاب از مواد 3ybf و zns بر روی بستر znse مورد نیاز در لیزرهای گاز کربنیک

قطعات اپتیکی با پوشش ضدبازتاب ساخته شده بر روی زیرلایه znse به عنوان یکی از قطعات اپتیکی اصلی لیزر گازکربنیک محسوب می ‌شوند. محدوده طول موجی این پوشش‌ های ضدبازتاب در ناحیه فروسرخ دور و در طول موج nm  10600 است. معمولاً برای پوشش ضد بازتاب از مواد 3yf و zns  استفاده می‌ شود. اگرچه برای ساخت آینه‌ های بازتاب از جنس طلا و نقره برای طول موج μm 1.6، کارهای پژوهشی متعددی در کشور انجام گرفته است، در مورد پنجره اپتیکی ضد بازتاب و یا قسمتی از آن در این طول موج پژوهشی صورت نگرفته است. برای ساخت پوشش ضدبازتاب ابتدا خواص مواد مورد استفاده در این ناحیه طول موجی مورد بررسی قرار گرفت که از میان آن‌ ها دو ماده 3ybf و zns انتخاب شدند. سپس طراحی ضدبازتاب در طول موج nm 10600 با استفاده از این دو ماده توسط نرم افزار macleod انجام گرفت. در مرحله تجربی، لایه نشانی به روش تبخیر فیزیکی در خلا بر روی یک طرف زیر لایه znse توسط دستگاه لایه نشانی 510-balzers ba انجام شد. عملکرد قطعه بر خروجی لیزر گازکربنیک w 10 بررسی شده و میزان عبور باریکه لیزر از ضدبازتاب استاندارد، زیرلایه پولیش شده و ضدبازتاب طراحی و ساخته شده، مورد اندازه گیری قرار گرفت. نتایج نشان‌ دهنده عبور میانگین 77/84 % در طول موج مورد نظر در قطعه با پوشش ضدبازتاب در صفر درجه ساخته شده است. ریخت شناسی و ضخامت لایه ‌ها با استفاده از تصویربرداری sem انجام شده است.

Design and fabrication of antireflective optical elements for CO2 lasers

Antireflective optical elements prepared on ZnSe substrates are the main optical devices in CO2 lasers. These ‎antireflective coatings are used in the farinfrared region at the specified wavelength of 10600 nm. For the preparation phase of these antireflective coatings, first, the characterization of the used materials in this wavelength was investigated and then YbF3 and ZnS were chosen. However, a lot of research work has been done in the country to make reflection mirrors of gold and silver for a wavelength of 1.6 microns, but no research has been done on antireflective optical window or part of it at this wavelength. Then, antireflective coating at 10600 nm was designed by the Macleod software using these two materials. These thin films were deposited on one side of ZnSe substrates by physical vapor deposition (PVD) method with Balzers Ba510 coating system. Optical element operation was investigated by a 10 W CO2 laser and the transmission was measured for the standard antireflection, the polished substrate, and the deposited antireflective element. The results show that the prepared antireflective element has 77.84% transmission coefficient. By studying the morphology and thickness of the layers by SEM, it was found that the transmission coefficient of ZnSe substrate is optimized by the prepared antireflection element.