NÁVRH, TECHNOLOGIE DEPOZICE A CHARAKTERIZACE OPTICKÝCH TENKÝCH VRSTEV PRO SPECIÁLNÍ APLIKACE - Oulehla, Jindřich (Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, 2023)
Fyzikální jevy vyplývající z optiky tenkých vrstev jsou známé již několik století. To nejstarší, co lze považovat za moderní optiku tenkých vrstev, byl objev jevu, kterému dnes říkáme Newtonovy kroužky. Vysvětlení tohoto jevu je dnes považováno za velmi prosté, totiž že jde o interferenci světla na tenké vrstvě o proměnné tloušťce. Ovšem ve své době se jednalo o jev, jehož vysvětlení (spolu s dalšími pozorováními Isaaca Newtona) nebylo vzhledem k úrovni rozvoje optiky možné po dalších 150 let. Pro odvětví optiky tenkých vrstev byla významná především práce Augustina Jeana Fresnela, který zkombinoval výsledky Youngova experimentu s dvojitou štěrbinou a Huygensovy představy o šíření světla do jedné teorie difrakce. Fresnelovy zákony, kterými se řídí amplituda a fáze světla odraženého nebo prošlého přes rozhraní jsou zásadní. Tyto znalosti spolu s objevy jeho současníků (např. Siméon Denis Poisson) a následovníků (zejména James Clerk Maxwell) tvoří základní teorii optiky tenkých vrstev. Technologie tenkých optický vrstev zaznamenala velký rozvoj ve třicátých letech minulého století. Ačkoli principy naprašování pocházejí již z poloviny devatenáctého století a principy vakuového napařování přibližně z přelomu století devatenáctého a dvacátého, nebyly tyto techniky považovány za užitečné výrobní postupy zejména kvůli nedostatku vhodných čerpacích systémů. Byl to až výzkum v oblasti difuzních vývěv (olejů) na začátku třicátých let, který tyto techniky učinil užitečnými. Od té doby došlo k významnému technologickému rozvoji těchto technik, zejména ke konci minulého století. Ve stejné době se začaly objevovat nové požadavky na vlastnosti optických tenkých vrstev. Bylo žádoucí, aby splňovaly nejen požadavky na propustnost, odrazivost a nízkou absorpci, ale také například na odolnost vůči laserovému záření o velkých intenzitách. V oblasti technologie optiky tenkých vrstev je tak stále prostor pro další vývoj nejen v hledání nových materiálů nebo technologických postupů, ale také ve speciálních aplikacích postupů již zavedených.

The physical phenomena resulting from thin film optics have been known for several centuries. The oldest discovery which can be considered as modern day thin film optics is what is now called the Newton rings. The explanation of this phenomenon is quite simple, it is the interference of light on a thin film. However in the time of its discovery, due to the level of knowledge of optics, its explanation wasn’t possible for the next hundred and fifty years. The works of Augustin Jean Fresnel have been particularly important for the field of optics. He combined the results Young’s double slit experiment with Huygens’ ideas of light propagation into one theory – the theory of diffraction. The Frenel’s laws which govern the propagation of amplitude and phase of light reflected or transmitted over a boundary are essential. These laws along with the discoveries of his contemporaries (i.e. Siméon Denis Poisson) and followers (especially James Clerk Maxwell) are the foundations of thin film optics. Optical thin film technology went through rapid development in the 1930’s. Even though the principles of sputtering come from approx. half of the nineteenth century and the principles of vacuum evaporation come from the turn of the nineteenth century, these techniques were not considered useful production techniques especially because of the lack of usable pumping systems. It was the research in the area of diffusion pumps (and oils) in the 1930’s which made these techniques useful. Since then there has been a great technological development of these techniques, particularly towards the end of the last century. During the same period new requirements for the optical thin film properties have appeared. Not only were they required to perform well in the area of reflectance and transmittance but also to be able to withstand high intensity laser radiation. There is still a wide range of scientific and technological opportunities in the field of optical thin film production not only in the form of finding new materials or novel coating techniques but also in the usage of standardized technology for special and unique applications.
DESIGN, DEPOSITON TECHNOLOGY AND CHARACTERIZATION OF THIN OPTICAL COATINGS FOR SPECIAL APPLICATIONS
Keywords: optika tenkých vrstev; napařování elektronovým svazkem; napařování za asistence iontů; práh poškození způsobeného laserem; thin film optics; vacuum evaporation; plasma ion assisted deposition; laser induced damage threshold