OpticStudioでのOptimaxコーティングの使用

2021年03月31日 07:55

Optimaxは現在、OpticStudioのコーティングライブラリに19種類の反射防止コーティングを提供しています。これらは以下で説明する4つのカテゴリに分類できます。コーティング設計は暗号化されていますが、この記事は、どのコーティングを選択するかやその性能を評価する方法を決定するのに役立ちます。

Authored By Jennifer Michels (Optimax Systems, Inc), Sandrine Auriol (Zemax LLC)

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はじめに

Optimaxが提供する反射防止コーティングには4つのクラスがあります。コーティング設計は、OpticStudioで暗号化コーティングとして利用できます。

ARコーティングの選択

OpticStudioで利用可能なすべてのコーティングをプレビューするには、[Libraries (ライブラリ) タブ... Coatings (コーティング) ... Coating Catalog (コーティングカタログ)] をクリックします。利用可能なOptimaxコーティングの名前は、カタログリストの一番下にある暗号化されたコーティングセクションにあります：

シーケンシャルモードの設計でコーティングを適用するには、[レンズデータエディタ] (Lens Design Editor) の [プロパティ...コーティング] (Properties...Coating) で対象面のコーティングを選択します。次に、[コーティング] (Coating) ドロップダウンからコーティングを選択します。

ノンシーケンシャルオブジェクトにコーティングを適用する方法については、次の記事「ノンシーケンシャルオブジェクトにコーティングと散乱関数を追加する方法」を参照してください。

コーティングの評価

これらの反射防止コーティングの使用と性能の例については、添付資料のファイルを参照してください。このファイルには、2本のシングルモードファイバ間で光を結合するためのシングレットレンズが含まれており、コーティングの適用が光学系の性能にどのように影響するかを示す有用な例となっています。レンズの前面と後面には反射防止コーティングが施されています。各コンフィグレーションは異なるコーティングであり、以下のスクリーンショットは、コーティングがレンズ面で反射する光の量をどのように変化させるかを示しています。さらに、メリットファンクションは、異なるコンフィグレーションとコーティング間の結合の比較を示します。

コンフィグレーション1はコーティングされていない状態のレンズを示しています。次の画像は、レンズの前面の反射対波長を示していますが、[Analyze (解析) ...Polarization and Surface Physics (偏光と表面特性) ...Coatings (コーティング)] では、透過、吸収、位相などの対波長または角度のプロットにアクセスすることもできます。

The Reflection vs Wavelength curve of uncoated Silica at 20° angle of incidence.

反射防止コーティングの説明

OPTIMAX‐SLMGF2

これはフッ化マグネシウムの単層であり、最も単純な反射防止（AR）コーティングを形成します。層厚さはシステムの主波長に合わせて調整されます（相対定義）。コーティング性能はレンズの材質によっても異なります。レンズ材質に合わせてコーティング設計を最適化することはできません。

このコーティングは、コンフィグレーション2に適用されています：

The Reflection vs Wavelength curve of OPTIMAX‐SLMGF2 on Silica at 20° angle of incidence.

OPTIMAX‐Vxxx‐1_N

これらはVノッチARコーティングで、特定の波長用に設計されているため、SLMGF2層よりも高性能です。設計波長はナノメートル単位でxxxです。この設計は、屈折率1.N（N = nd）で示されるように、レンズ材質に対してさらに最適化されています。基板インデックスに最も近いインデックス（nd）してください。例えば、設計波長が632.8nmで、レンズの材質がSILICA（nd = 1.46）の場合、選択すべきARコーティングはOPTIMAX-V633-1_46となります。

このコーティングはコンフィグレーション3に適用されます。

The Reflection vs Wavelength curve of OPTIMAX-V633-1_46 on Silica at 20° angle of incidence.

OPTIMAX‐VISBBAR‐1_N

これらは、波長範囲400 - 700nmで性能を発揮するように設計された広帯域のARコーティングです。この設計は、屈折率1.N（N = nd）で示されるように、レンズ材質に対してさらに最適化されています。基板の屈折率に最も近い屈折率（nd）選択してください。

このコーティングはコンフィグレーション4に適用されます。

The Reflection vs Wavelength curve of OPTIMAX-VISBBAR-1_46 on Silica at 20° angle of incidence.

OPTIMAX‐XBBAR‐1_N

これらは、450 - 900 nmの広範囲で動作するように設計されている広帯域のARコーティングです。この設計は、屈折率1.N（N = nd）で示されるように、レンズ材質に対してさらに最適化されています。基板の屈折率に最も近い屈折率（nd）を選択してください。

このコーティングはコンフィグレーション5に適用されます。

The Reflection vs Wavelength curve of OPTIMAX‐XBBAR‐1_46 on Silica at 20° angle of incidence.

次の図は、異なるコンフィグレーションの比較を示しています。

The Reflection vs Wavelength curve of Optimax AR coatings on Silica at normal incidence.

References

https://www.optimaxsi.com/

KA-01773