Abstract
As the development of ultrahigh power laser system, the laser mirrors must require high-resistant and effectively cooled. So, the study for the optical multilayer systems having large thermal diffusivity become important. In this study, we designed and fabricated two-layer anti-reflection (AR) optical coating samples, in different evaporation conditions of coating speeds (10, 20 $\AA$/s) and substrate temperatures (50, 100, 150, 20$0^{\circ}C$), using two dielectric materials $MgF_2$ and ZnS which have different refractive indices and measured the through-plane thermal diffusivity by using photoacoustic effect. The optical thicknesses of $MgF_2$ and ZnS layer were fixed as 5/4λ (λ=514.5nm) and λ, respectively, and the thermal diffusivity of the samples fabricated in the different conditions was obtained from the measured amplitude of photoacoustic signals by changing chopping frequency of $Ar^+$ layer beam. The results told us that the thermal diffusivity of the sample fabricated in the condition of 10 $\AA$/s and 15$0^{\circ}C$ showed the largest value.
최근 고출력 에너지를 가진 레이저가 개발됨에 따라 레이저에 사용되는 반사경은 높은 열충격에도 견디며 효율적으로 냉각되어야 하므로 열확산도가 큰 광학박막의 연구가 중요하다. 본 연구에서는 굴절률이 다른 두 물질 MgFz와 ZnS의 증착 속도를 10$\AA$/s, 20$\AA$/s로 하고, 증착시 기판온도를 5$0^{\circ}C$, 10$0^{\circ}C$, 15$0^{\circ}C$, 20$0^{\circ}C$로 각각 다르게 하여 2층의 무반사막을 증착한 후 광음향효과를 이용하여 박막면에 수직한 방향의열확산도를 측정하였다. 시편 설계시 각 물질의 광학적 두께는 광원인 Ar+ 레이저(λ=514.5 nm)광에 대하여 MgFz 는 5/4λ이고, ZnS 는 λ가 되도록 하였고, 제작된 시료에 입사하는 광의주파수를 변화시키며 시료에서 발생되는 광음향신호의 크기를 측정하여 증착조건이 다를 때의 열확산도를 구하였다. 그 결과 증착속도가 10$\AA$/s 일 때와 기판온도가 15$0^{\circ}C$일 경우에 열확산도가 가장 큰 값을 나타내었다.
