Аналитическое описание спектральных характеристик сенсора коэффициента преломления на основе отражательного интерферометра

Аннотация

В работе впервые представлены аналитические формулы, описывающие спектральные характеристики сенсора на основе отражательного интерферометра для наклонного падения света в оптической схеме Кречмана. Данный сенсор предназначен для измерения коэффициента преломления аналитической среды (жидкости, газа) за счет эффекта полного внутреннего отражения в структуре на основе металло-диэлектрического многослойного покрытия. Определены параметры тонкой металлической пленки, входящей в состав структуры, необходимые для оптимизации спектрального профиля сенсора, который представляет собой спектральные максимумы с варьируемой шириной. В качестве диэлектрического покрытия использованы четвертьволновые слои для наклонного падения света. Приведены аналитические зависимости характеристик сенсора от поляризации: разрешающая способность, чувствительность и контраст, а также параметр качества. Показано, что сенсор может иметь высокие характеристики для обеих поляризаций, однако с точки зрения максимизации параметра качества выгоднее использовать S поляризацию за счет более высокой добротности резонатора в структуре сенсора. Предложен метод изготовления структуры сенсора с оптическим контролем в процессе вакуумного напыления.