Filtro óptico de multicapa dieléctrica Diego J. A. Ocampo 1, Cristian L. Arrieta 1,2, Claudio A. Gillari 1, Lidia T. Alaniz 1, Darío M. David de Lima 1,

Presentación del tema: "Filtro óptico de multicapa dieléctrica Diego J. A. Ocampo 1, Cristian L. Arrieta 1,2, Claudio A. Gillari 1, Lidia T. Alaniz 1, Darío M. David de Lima 1,"— Transcripción de la presentación:

1 Filtro óptico de multicapa dieléctrica Diego J. A. Ocampo 1, Cristian L. Arrieta 1,2, Claudio A. Gillari 1, Lidia T. Alaniz 1, Darío M. David de Lima 1, Facundo S. Larosa 2 1 Citedef – Division Microelectrónica; 2 Universidad Tecnológica Nacional – FRH carrieta@citedef.gob.ar; docampo@citedef.gob.ar Figura 1: Resultante de la intensidad reflejada debida al cambio de medios para una onda incidente. abc d Conclusiones y Proyecciones : Se obtuvieron filtros cuyas características espectrales resultaron homogéneas en un 80% de los sustratos de 1" utilizados y un ancho de banda de aproximadamente 10 nm. El tratamiento térmico y la evaporación con asistencia de oxigeno condujeron a filtros que resisten pruebas del Scotch y aparentan ser mecánicamente estables y resistente. Este trabajo tiene como objetivo realizar filtros y espejos multicapas con características de Hard Coating, nos proponemos implementar un sistema de ensayos que permita ajustar las características de los dispositivos obtenidos a las normas ISO 12254-1:2000 e ISO 11254-1:2001. Figura 4: Reflectancia medida para el F-P de 21 capas. Implementación experimental: La evaporación por haz de electrones se realiza con un equipo Balzer BA 510 a una tensión de 6 kV, donde se realizó depósitos de ZrO 2 y SiO 2 fijando la temperatura del sustrato de Fused Silica a 200ºC e inyectando en forma controlada un flujo de O 2, logrando así presiones de alrededor de los 6,5 x 10 -5 Torr. En la figura 2, se puede observar en forma detallada la configuración del sistema experimental durante el proceso de evaporación y el sistema de medición de los espesores por intensidad reflejada. Esta última se mide en forma continua mientras se realiza cada evaporación, donde la luz blanca incide sobre la superficie del sustrato y se refleja hacia el cabezal de medición llegando a un monocromador en el cual se elije la longitud de 550 nm, para finalmente lograr obtener el valor de intensidad de reflejada por medio de un detector de Si. 01- Receptor 02- Transmisor 03- Fibra óptica 04- Oxígeno Figura 2: Disposición experimental. En la figura 3, se observa la reflectancia teórica en función del espesor para un filtro de 21 capas Fabry–Perot. Inicialmente la reflectancia es del 4% para el sustrato, luego aumenta cuando se deposita el ZrO 2 debido a las relaciones que se introdujeron previamente. A continuación se realizan sucesivamente depósitos de cuarto de longitud de onda hasta que se llega al depósito central. En esta capa central se hace un deposito de media longitud de onda, lo que significa que se continua la evaporación hasta que la reflectancia vuelva al mismo valor en que arranco la evaporación para esta capa, finalmente se continua los depósitos de cuartos, siempre alternando los materiales. Resultados: Se presentan las mediciones realizadas para los filtros de 21 capas de ZrO 2 y SiO 2, donde las experiencias realizadas se ha verificado que existen algunas diferencias con respecto a las teorías desarrolladas, esto corresponde a la no homogeneidad de los films depositados sobre el sustrato. Pero la reflectancia espectral obtenida se ajusta con bastante fidelidad a la estimada teóricamente. Se observan en las figuras 4 y 5, las características de la reflectancia y transmitancia medidas para un filtro Fabry – Perot en 550 nm. En él, se obtuvo un pico en 594 nm para un sustrato colocado justo por encima del crisol y corrido en varios cm del eje óptico donde se realiza la medición de cuartos y media longitud de onda. Esto nos indica la inhomogeneidad producida en el plano horizontal en que se encuentran los sustratos, dando como resultado un mayor espesor en el punto de menor distancia entre el sustrato y el crisol, y decreciendo a medida que la distancia entre ambos va aumentando. En ambas respuestas se puede observar que se obtiene un filtro selectivo para la longitud de onda de 594 nm, siendo su ancho de banda espectral de 10 nm. Figura 3: Reflectancia teórica para un filtro F – P de 21 capas en ZrO2 y SiO2 Figura 5: Transmitancia medida para el F-P de 21 capas.. Figura 6: Modelo realizado del Filtro Fabry – Perot. El empleo de estructuras de multicapas dieléctricas, evaporadas mediante la técnicas de deposición por haz de electrones (E- Beam), es de uso extendido en aplicaciones de filtros y espejos de características superficiales sólidas y resistentes para láseres de Nd:YAG en 1064/532nm. En el presente trabajo se informa sobre diseño y construcción preliminar de filtros multicapas para longitudes de onda de 532 nm a 580 nm, utilizando estructura intercalada de ZrO 2 y SiO 2 mayor y menor índice de refracción respectivamente. Se describen los procedimientos experimentales que se implementaron para realizar los filtros, como los resultados obtenidos de los mismos.