对于大直径的冷蓝宝石和烯酸光学,使用石和杜洛伊德进行反射涂层
Applied optics
|March 4, 2024
概括
我们为宇宙微波背景极度测量仪器开发了一种宽带反射涂层. 这种涂层最大限度地减少了蓝宝石和光学上的反射,改善了像西蒙斯阵列这样的实验的信号检测.
科学领域:
- 光学和光子学 在光学和光子学.
- 宇宙学的宇宙学是什么?
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 宇宙微波背景 (CMB) 极度测量需要对微弱的B模式信号进行敏感检测.
- 蓝宝石和光学具有高反射率 (n=3.1),因此需要反射涂层来有效传输光子.
- 尽量减少来自反射的伪极化对于准确的CMB测量至关重要,特别是在离轴发生时.
研究的目的:
- 设计,制造和表征宽带双层AR涂层,用于蓝宝石半波板和化红外线过器.
- 为了实现CMB极度度测量应用的大孔径光学元件 (高达600毫米).
- 开发和验证基于温度的质量控制方法,以确保在热循环下确保涂层完整性.
主要方法:
- 使用热喷涂的聚岩和Duroid 5880LZ开发了两层AR涂层.
- 用AR涂层制造大光圈光学元件.
- 实施温度计用于非破坏性质量控制,以评估附着性和防止分层.
- 性能表征,包括在各种频率和温度下测量反射率和透射率.
主要成果:
- 在90/150 GHz (220/280 GHz) 频段中,达到约2.6% (0.9%) 的平均反射率.
- 在室温下220/280 GHz的平均传导率为83%,由于介电损失减少,在100K时增加到90%.
- 验证了AR涂层对220/280 GHz应用的有效性,特别是减轻介电损失问题.
结论:
- 开发的宽带AR涂层有效地降低了CMB极度测量中高折射率材料的反射.
- 热喷涂的和Duroid 5880LZ为大型光学元件提供了可扩展的解决方案.
- 基于温度的质量控制对于确保AR涂层在冷环境和热应力下可靠性至关重要.
- 这种AR涂层技术对于当前和未来的CMB实验至关重要,包括西蒙斯阵列,西蒙斯天文台和CMB-S4.
