DIN 58197-4-2015 Optical coatings - Part 4 Minimum requirements for coatings used for laser optics Text in German and English《光学涂层 第4部分 激光光学用涂层的最低要求 德文和英文版本》.pdf

1、September 2015DEUTSCHE NORM DIN-Normenausschuss Feinmechanik und Optik (NAFuO)Preisgruppe 14DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 31.260; 37.020!%DT“2334957www.di

2、n.deDDIN 58197-4Dnne Schichten fr die Optik Teil 4: Mindestanforderungen an Schichten fr Laseranwendungen;Text Deutsch und EnglischOptical coatings Part 4: Minimum requirements for coatings used for laser optics;Text in German and EnglishCouches minces pour loptique Partie 4: Spcifications minimales

3、 pour couches dapplication de laser;Texte en allemand et anglaisAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 58197-4:2007-05www.beuth.deGesamtumfang 31 SeitenDIN 58197-4:2015-09 2 Inhalt Seite Vorwort 4 1 Anwendungsbereich .6 2 Normative Verweisungen 6 3 Optische Funkti

4、on .8 3.1 Allgemeines 8 3.2 Reflexionsmindernde Funktion 8 3.3 Reflexionserhhende Funktion 8 3.4 Stahlteilende Funktion 8 3.5 Spektral teilende Funktion . 10 3.6 Spektral filternde Funktion 10 3.7 Polarisierende Funktion . 10 3.8 Phasenndernde Funktion . 10 4 Bezeichnungen fr die optischen Funktione

5、n, ihre Parameter und Grenzabmae . 10 5 Zeichnungsangabe . 16 6 Werkstoffe und Ausfhrung 16 7 Mindestanforderungen . 16 Literaturhinweise . 30 DIN 58197-4:2015-09 3 Contents Page Foreword . 5 1 Scope 7 2 Normative references 7 3 Optical Function 9 3.1 General . 9 3.2 Reflectance reducing function .

6、9 3.3 Reflectance enhancing function 9 3.4 Beam splitting function . 9 3.5 Spectrally separating function . 11 3.6 Spectrally filtering function 11 3.7 Polarising function 11 3.8 Phase changing function 11 4 Designations of optical functions, their parameters and limit deviations 11 5 Indication in

7、drawings . 17 6 Materials and layout 17 7 Minimum requirements . 17 Bibliography 31 DIN 58197-4:2015-09 4 Vorwort Dieses Dokument wurde vom Arbeitsausschuss NA 027-01-03 AA Dnne Schichten fr die Optik“ im DIN-Normenausschuss Feinmechanik und Optik (NAFuO) erarbeitet. Es wird auf die Mglichkeit hinge

8、wiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN und/oder die DKE sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. DIN 58197 Dnne Schichten fr die Optik besteht aus: Teil 1: Mindestanforderungen an reflexionsmindernde Sc

9、hichten Teil 2: Mindestanforderungen an reflexionserhhende Schichten (Metallschichten) Teil 3: Mindestanforderungen an Neutralteilerschichten Teil 4: Mindestanforderungen an Schichten fr Laseranwendungen Fr die in der Norm genannten DIN-ISO-Normen knnen auch die englischsprachigen ISO-Normen angewen

10、det werden. Im Zweifelsfall gilt der deutsche Text. nderungen Gegenber DIN 58197-4:2007-05 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Normative Verweisungen wurden aktualisiert; b) Normative Verweisungen in Tabelle 1 wurden aktualisiert; c) Tabellen 1 bis 6 wurden aktualisiert; d) englische bersetzun

11、g wurde hinzugefgt. Frhere Ausgaben DIN 58197-4: 2007-05 DIN 58197-4:2015-09 5 Foreword This document has been prepared by the Working Committee NA 027-01-03 AA Dnne Schichten fr die Optik (en: Optical coatings)” of DIN Standards Committee Feinmechanik und Optik (Optics and Precision Mechanics Stand

12、ards Committee). Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. DIN and/or DKE shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. DIN 58197 Optical coatings consists of the following parts: Part 1: Minim

13、um requirements for antireflecting coatings Part 2: Minimum requirements for reflecting coatings Part 3: Minimum requirements for neutral beam splitting coatings Part 4: Minimum requirements for coatings used for laser applications For the referenced DIN ISO standards the respective ISO Standards ca

14、n be applied. In case of doubt the German text is valid. Modifications Compared to DIN 58197-4:2007-05 the following changes have been made: a) Normative references have been updated; b) Normative references in Table 1 have been updated; c) Tables 1 to 6 have been updated; d) English translation has

15、 been added. Previous editions DIN 58197-4: 2007-05 DIN 58197-4:2015-09 6 1 Anwendungsbereich Diese Norm gilt fr optische Schichtsysteme, die in der Laseroptik angewendet werden. Der Zweck dieser Norm ist die Festlegung von Mindestanforderungen an die optischen Funktionen und besonders an die Laserl

16、eistungsbestndigkeit sowie die Bestndigkeit gegenber mechanischen, chemischen und klimatischen Beanspruchungen dieser Schichtsysteme. Dadurch wird es dem Anwender ermglicht, von konkreten Zahlenangaben auszugehen, whrend dem Hersteller der Schichten das Herstellungsverfahren freigestellt bleibt. 2 N

17、ormative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug g

18、enommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN EN ISO 21254-1, Laser und Laseranlagen Prfverfahren fr die laserinduzierte Zerstrschwelle Teil 1: Begriffe und allgemeine Grundstze DIN EN ISO 21254-2, Laser und Laseranlagen Prfverfahren fr die laserinduzierte Zerstrschwelle Teil 2: Bestimmun

19、g der Zerstrschwelle DIN EN ISO 11551, Optik und optische Instrumente Laser und Laseranlagen Prfverfahren fr den Absorptionsgrad von optischen Laserkomponenten DIN EN ISO 13696, Optik und optische Instrumente Bestimmung von Streustrahlung, hervorgerufen durch optische Komponenten DIN ISO 9022-2, Opt

20、ik und optische Instrumente Umweltprfverfahren Teil 2: Klte, Wrme und Feuchte DIN ISO 9022-12, Optik und optische Instrumente Umweltprfverfahren Teil 12: Oberflchenverun-reinigung DIN ISO 9211-4, Optik und Photonik Optische Schichten Teil 4: Spezifische Prfmethoden DIN ISO 10110-7, Optik und Photoni

21、k Erstellung von Zeichnungen fr optische Elemente und Systeme Teil 7: Oberflchenunvollkommenheiten DIN ISO 10110-9, Optik und optische Instrumente Erstellung von Zeichnungen fr optische Elemente und Systeme Teil 9: Oberflchenbehandlungen und Beschichtungen DIN 58197-4:2015-09 7 1 Scope This standard

22、 applies to optical coating systems which are used in laser optics. The purpose of this standard is to specify minimum requirements for the optical functions and especially for the laser power handling capability as well as for the resistance against mechanical, chemical, and environmental stress of

23、 these coating systems. Thereby the user is enabled to use defined numerical data while the manufacturer of thin films has the choice for the materials and production method. 2 Normative references The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are indi

24、spensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including amendments) applies. DIN EN ISO 21254-1, Lasers and laser-related equipment Test methods for laser-induced damage threshold Part 1: De

25、finitions and general principles DIN EN ISO 21254-2, Lasers and laser-related equipment Test methods for laser-induced damage threshold Part 2: Threshold determination DIN EN ISO 11551, Optics and optical instruments Lasers and laser-related equipment Test method for absorptance of optical laser com

26、ponents DIN EN ISO 13696, Optics and optical instruments Test methods for radiation scattered by optical components DIN ISO 9022-2, Optics and optical instruments Environmental test methods Part 2: Cold, heat and humidity DIN ISO 9022-12, Optics and optical instruments Environmental test methods Par

27、t 12: Contamination DIN ISO 9211-4, Optics and photonics Optical coatings Part 4: Specific test methods DIN ISO 10110-7, Optics and photonics Preparation of drawings for optical elements and systems Part 7: Surface imperfection tolerances DIN ISO 10110-9, Optics and optical instruments Preparation o

28、f drawings for optical elements and systems Part 9: Surface treatment and coating DIN 58197-4:2015-09 8 3 Optische Funktion 3.1 Allgemeines Der Anwendungsbereich dieser Norm umfasst die folgenden optischen Funktionen: Funktion Varianten Reflexionsmindernde Funktion: AR: Antireflexbeschichtungen Refl

29、exionserhhende Funktion: HR: Vollspiegel PR: Auskoppelspiegel Strahlteilende Funktion: BS: Strahlteiler AT: Abschwcher Spektral teilende Funktion: LP: Langpassfilter SP: Kurzpassfilter Spektral filternde Funktion: BP: Bandpassfilter NF: Negativfilter Polarisierende Funktion: TP: Polarisatoren Phasen

30、ndernde Funktion: PR: Phasenspiegel Fr die im Folgenden definierten Funktionen knnen die jeweils spezifizierten Parameter und Grenzabmae und fr eine oder mehrere Wellenlngen bzw. Wellenlngenbereiche (2i 1 2i), (i = 1, 2, .) angegeben werden. Bei Schichten, die fr einen von 0 abweichenden Einfallswin

31、kel spezifiziert werden, ist zustzlich der Einfallswinkel anzugeben. Falls erforderlich sind fr nichtsenkrechten Einfall die Parameter und Grenzabmae fr die s- und p-Komponente zu spezifizieren. In der Regel weisen Schichten fr Laseranwendungen nur geringe Streu- und Absorptionsverluste auf. Daher k

32、ann der Transmissionsgrad in guter Nherung durch = 1 abgeschtzt werden. 3.2 Reflexionsmindernde Funktion Optisches Schichtsystem, das den Reflexionsgrad der Oberflche verringert. Diese entspiegelnde Funktion muss durch den oberen Wert Udes spektralen Reflexionsgrades charakterisiert werden. 3.3 Refl

33、exionserhhende Funktion Fr Vollspiegel und Auskoppelspiegel wird der Reflexionsgrad der Oberflche mit einem optischen Schichtsystem eingestellt. Der Vollspiegel muss durch den unteren Wert Ldes spektralen Reflexionsgrades charakterisiert werden. Der Auskoppelspiegel muss durch den unteren Wertund de

34、n oberen Wert (Lund U) des spektralen Reflexionsgrades charakterisiert werden. 3.4 Strahlteilende Funktion Optisches Schichtsystem, das einen definierten Anteil der Strahlung aus dem optischen Weg durch Reflexion separiert. Fr nichtsenkrechte Einfallswinkel ist diese Funktion in der Regel reflexions

35、erhhend und muss durch den unteren Wert und den oberen Wert (Lund U) des spektralen Reflexionsgrades charakterisiert werden. Fr einen Abschwcher mssen der untere und obere Wert (Lund U) des spektralen Transmissionsgrades spezifiziert werden. Die abschwchende Funktion wird berwiegend fr einen Einfall

36、swinkel von 0 definiert und kann auch auf Absorption beruhen. Dementsprechend kann der Reflexionsgrad eines Abschwchers nicht immer durch = 1 abgeschtzt werden. DIN 58197-4:2015-09 9 3 Optical Function 3.1 General The scope of this Standard covers the following optical functions: Function Type Refle

37、ctance reducing function: AR: antireflective coatings Reflectance enhancing function: HR: high reflecting mirrors PR: partial reflectors Beam splitting function: BS: beam splitters AT: attenuators Spectrally separating function: LP: long pass filters SP: short pass filters Spectrally filtering funct

38、ion: BP: band pass filters NF: notch (negative) filters Polarising function: TP: polarisers Phase changing function: PR: phase (retarder) retarding mirrors For the functions defined in the following, the specified parameters and limit deviations and for one or several wavelengths and wavelength rang

39、es (2i-1 2i), (i = 1, 2, .), can be specified, respectively. For coatings, which are defined for an angle of incidence deviating from 0, the angle of incidence shall be indicated additionally. If necessary, the parameters and limit deviations for arbitrary incidence shall be specified for the s- and

40、 p-component. Generally, coatings for laser applications reveal exhibit only small scatter and absorption losses. Consequently, the transmittance can be estimated in good approximation to = 1 . 3.2 Reflectance reducing function Optical coating system which reduces the reflectance of the surface. Thi

41、s antireflective function shall be characterized by the upper value Uof the spectral reflectance. 3.3 Reflectance enhancing function For high reflecting mirrors and partial reflectors, the reflectance of the surface is adjusted by a coating system. The high reflecting mirror shall be characterized b

42、y the lower value Lof the spectral reflectance. The partial reflector shall be characterized by the lower value and the upper value (Land U) of the spectral reflectance. 3.4 Beam splitting function Optical coating system which separates a defined fraction of radiation from the optical path by reflec

43、tion. For arbitrary angles of incidence, this function is generally reflectance enhancing and shall be characterized by the lower und the upper value ( Land U) of the spectral reflectance. For an attenuator the lower and the upper value (Land U) of the spectral transmittance shall be specified. The

44、attenuating function is predominantly specified for 0 angle of incidence and can be based on absorption. Accordingly, the reflectance of an attenuator cannot always be estimated to = 1 . DIN 58197-4:2015-09 10 3.5 Spektral teilende Funktion Die spektral teilende Funktion muss durch den unteren und o

45、beren Wert (Lund U) des spektralen Trans-missionsgrades im Passbereich spezifiziert werden. Zustzlich ist der obere Transmissionswert Biim Blockbereich anzugeben. Ein Langpassfilter teilt den betrachteten Spektralbereich in einen kurzwellig reflektierenden und einen langwellig transmittierenden Bere

46、ich auf, d. h. kurze Wellenlngen werden reflektiert, whrend lange Wellenlngen transmittiert werden. Ein Kurzpassfilter teilt den betrachteten Spektralbereich in einen kurzwellig transmittierenden und einen langwellig reflektierenden Bereich auf, d. h. kurze Wellenlngen werden transmittiert, whrend l

47、ange Wellenlngen reflektiert werden. 3.6 Spektral filternde Funktion Fr die in der Lasertechnik blichen spektral filternden Funktionen mssen der untere und obere Wert (Lund U) des spektralen Transmissionsgrades im Passbereich (BP, Bandpassfilter) bzw. im Unterdrckungsbereich (NF, Negativfilter) spez

48、ifiziert werden. Zustzlich sind fr den Bandpassfilter die oberen Transmissionswerte in den Blockbereichen Bianzugeben. Fr den Negativfilter mssen zustzlich die unteren Transmissions-werte in den Durchlassbereichen Piangegeben werden. 3.7 Polarisierende Funktion In der Lasertechnik werden berwiegend

49、Dnnschichtpolarisatoren eingesetzt, die eine Polarisations-komponente mit geringen Verlusten transmittieren, whrend die andere Polarisationskomponente mit geringen Verlusten reflektiert wird. Eine polarisierende Funktion kann nur bei nichtsenkrechten Einfallswinkeln erreicht werden. Der Einfallswinkel muss spezifizie