Optical Structures of Multilayer Coatings of Antireflection Lenses and their Transmission Characteristics

무반사 렌즈용 다층박막의 광학적 구조 및 광투과 특성

  • 김상열 (아주대학교 물리학과) ;
  • 최성숙 (동남보건전문대학 안경광학과)
  • Published : 1995.12.01

Abstract

Antireflection coatings on optical lenses commertially available in domestic market are optically analyzed. Transmission spectra and reflection spectra are collected using spectrophotometers. The apparent absorption spectra around the absorption band edge are dominated by the substrate absorption. The reflection spectra and the apparent absorption spectra at visible region between 400nm and 700nm show very strong correlation to each other except a couple samples. The discrepency observed in the latters are due to an increased absorption in visible region by the substrate, which is negative effect of these samples. An antireflection coating consisted of $SiO_2/TiO_2/SiO_2/ZrO_2/Cr$ is made on c-Si substrate for spectroscopic ellispometry analysis. A film-by-film coating is accomplished and between each film deposition, ex-situ spectroscopic ellipsometry measurements are made. The analysis of the spectroscopic ellipsometry data reveals that the average film densities of $ZrO_2$ and $TiO_2$ reach only 80% of their respective packing densities and thick films are inhomogeneous along film growth direction. Discussions are made toward in-situ, real-time monitoring of the film growth so that a real-time feedback is possible to achieve a post-correction to minor deviations occured in the previous step. step.

국내 민수용으로 유통되고 있는 20여종의 무반사 안경렌즈들을 선정하여 광학적 특성을 분석하였다. 분광광도계를 사용하여 측정한 반사특성과 투과특성을 렌즈의 굴절력, 각 무반사층들 및 렌즈기층에 의한 영향과 연결시켜 분석하였다. 흡수단 근방에서의 겉보기 흡수스펙트럼은 기층물질에 따라 결정되며 400-700nm의 파장대역에서 대부분의 시료들의 겉보기 흡수스펙트럼과 반사스펙트럼은 강한 양의 상관관계를 보여준다. 예외적으로 기층에 의한 흡수가 큰 렌즈들은 상관관계가 약해지며 이와 같은 기층에 의한 흡수는 무반사 특성에 부정적인 효과를 가진다. 또한 국내에서 제작되는 $SiO_2/TiO_2/SiO_2/ZrO_2/Cr$ 다층박막층을 c-Si 기층위에 성장시키면서 각 단계별로 ex-situ 분광타원해석법으로 분석하여 $TiO_2$ 박막과 $ZrO_2$ 박막의 조밀도가 80% 정도에 불과하며 박막이 두꺼원 짐에 따라 박막에 수직한 방향으로 균일하지 않음을 확인하였다. 마지막으로 실시간, in-suti 측정을 바탕으로하여 엄밀한 사양이 요구되는 다층박막, 초격자박막 등을 재현성있게 성장시킬 수 있는 가능성에 대해 토의하였다.

Keywords

References

  1. Multilayer Calculation Program distributed
  2. Appl. Opt. v.28 no.15 Comparison of the properties of titanium dioxide films prepared by various techniques J.M.Bennet;E.Pelletier;G.Albrand;J.P.Borgogno;B.Lazarides;C.K.Carniglia;R.A.Schmell;T.H.Allen;T.Tuttle-Hart;K.H.Guenther;A.Saxer
  3. Thin Film Optical Filters H.A.Macleod
  4. Ellipsometry and Polarized Light R.M.A.Azzam;N.M.Bashara
  5. Appl. Opt. Simultaneous Determination of refractive index, extinction coefficient and void distribution of titanium oxide thin film using optical methods S.Y.Kim
  6. 한국광학회지 v.1 no.1 Spectroscopic Ellipsometry를 이용한 표면 및 박막의 분석 김상열
  7. 한국광학회지 v.3 no.2 회전검광자형 분광타원해석기의 제작 및 불화박막의 분석 김상열