Том 38, номер 11, статья № 11

Аннотация:

Для эффективного мониторинга озона в тропосфере требуются лидарные системы, работа которых зависит от качества используемых диэлектрических зеркал в ультрафиолетовом диапазоне, в котором традиционные покрытия подвержены ускоренной деградации. Для таких систем разработана конструкция диэлектрического зеркала с высоким коэффициентом отражения на длине волны 266 нм; изготовлено многослойное интерференционное покрытие на основе HfO₂ и SiO₂, оптимизированное с помощью экспериментально полученных дисперсионных данных. Исследовано влияние термического отжига на оптические характеристики покрытия, выявлен температурный предел, превышение которого приводит к деградации структуры. Полученные результаты могут использоваться при создании высокоэффективных оптических элементов для ультрафиолетовых лидаров дифференциального поглощения, а также при разработке других лазерных систем, для которых необходимы диэлектрические зеркала в ультрафиолетовом диапазоне.

Ключевые слова:

диэлектрическое зеркало, ионно-лучевое распыление, УФ-покрытие, озоновый лидар, интерференционное покрытие

Список литературы:

1. Qian Y., Wang D., Li Z., Yan G., Zhao M., Zhou H., Si F., Luo Y. Ground-based MAX-DOAS observations of tropospheric ozone and its precursors for diagnosing ozone formation sensitivity // Remote Sens. 2025. V. 17. P. 658. DOI: 10.3390/rs17040658.
2. Elshorbany Y., Ziemke J., Strode S., Petetin H., Miyazaki K., De Smedt I., Pickering K., Seguel R., Worden H., Emmerichs T., Taraborrelli D., Cazorla M., Fadnavis S., Buchholz R., Gaubert B., Rojas N., Nogueira T., Salameh T., Huang M. Tropospheric ozone precursors: Global and regional distributions, trends and variability // EGUsphere. Preprint: community platform. 2024. DOI: 10.5194/egusphere-2024-720.
3. Newchurch M.J., Kuang S., Leblanc T., Alvarez R.J., Langford A.O., Senff C.J., Burris J.F., McGee T.J., Sullivan J.T., DeYoung R.J., Al-Saadi J., Johnson M., Pszenny A. TOLNET – a tropospheric ozone lidar profiling network for satellite continuity and process studies // EPJ Web Conf. 2016. V. 119. 20001. DOI: 10.1051/epjconf/201611920001.
4. Macleod H.A. Thin-Film Optical Filters. 5th ed. CRC Press, 2010.
5. Browell E., Ismail S., Grant W. Differential absorption lidar (DIAL) measurements from air and space // Appl. Phys. B. 1998. V. 67. P. 399–410. DOI: 10.1007/s003400050523.
6. Seabrook J., Whiteway J., Gray L.H., Staebler R., Herber A. Airborne lidar measurements of surface ozone depletion over Arctic sea ice // Atmos. Chem. Phys. 2013. V. 13, iss. 12. P. 6023–6029. DOI: 10.5194/acp-13-6023-2013.
7. Романовский О.А., Яковлев С.В., Садовников С.А., Невзоров А.А., Невзоров А.В., Харченко О.В., Кравцова Н.С., Кистенев Ю.В. Наземные стационарные лидары дифференциального поглощения для мониторинга парниковых газов в атмосфере // Оптика атмосф. и океана. 2025. Т. 38, № 1. С. 72–84. DOI: 10.15372/AOO20250109; Romanovskii O.A., Yakovlev S.V., Sadovnikov S.A., Nevzorov A.A., Nevzorov A.V., Kharchenko O.V., Kravtsova N.S., Kistenev Yu.V. Ground-based stationary differential absorption lidars for monitoring greenhouse gases in the atmosphere // Atmos. Ocean. Opt. 2025. V. 38, N 3. P. 345–359.
8. Romanovskii O.A., Kistenev Yu.V., Yakovlev S.V., Nevzorov A.A., Nevzorov A.V., Sadovnikov S.A., Kharchenko O.V. Mobile ground-based differential absorption lidar systems for atmospheric greenhouse gas sensing: A review // Appl. Spectros. Rev. 2025. V. 60. DOI: 10.1080/05704928.2025.2508822.
9. Невзоров А.А., Невзоров А.В., Харченко О.В., Кравцова Н.С., Романовский Я.О. Мобильный лидар для зондирования тропосферного озона // Оптика атмосф. и океана. 2023. Т. 36, № 5. С. 410–416. DOI: 10.15372/AOO20230512; Nevzorov A.A., Nevzorov A.V., Kravtsova N.S., Kharchenko O.V., Romanovskii Ya.O. Mobile lidar for sensing tropospheric ozone // Atmos. Ocean. Opt. 2023. V. 36, N 5. P. 562.
10. Pan L., Zhang T., Sun X., Fan G., Xiang Y., Fu Y., Dong Y. Compact and movable ozone differential absorption lidar system based on an all-solid-state, tuning-free laser source // Opt. Express. 2020. V. 28. P. 13786–13800. DOI: 10.1364/OE.391333.
11. Handbook of Optics: Volume IV – Optical Properties of Materials, Nonlinear Optics, Quantum Optics / M. Bass (ed.). New York: McGraw-Hill Professional, 2010. 1232 p
12. Nakazato M., Nagai T., Sakai T., Hirose Y. Tropospheric ozone differential-absorption lidar using stimulated Raman scattering in carbon dioxide // Appl. Opt. 2007. V. 46. P. 2269–2279. DOI: 10.1364/AO.46.002269.
13. Sullivan J.T., McGee T., Sumnicht G., Twigg L., Hoff R. A mobile differential absorption lidar to measure sub-hourly fluctuation of tropospheric ozone profiles in the Baltimore–Washington, D.C. region // Atmos. Meas. Tech. 2014. V. 7. P. 3529–3548. DOI: 10.5194/amt-7-3529-2014.
14. Pulker H.K. Coatings on Glass. Amsterdam: Elsevier, 1999. 452 p.
15. Smith W.J. Modern Optical Engineering: The Design of Optical Systems. New York: McGraw-Hill, 2008. 599 p.
16. Gawlitza P., Braun S., Dietrich G., Menzel M., Schädlich S., Leson A. Ion beam sputtering of X-ray multilayer mirrors // Proc. SPIE. 2008. V. 7077. DOI: 10.1117/12.796830.
17. Bischoff M., Nowitzki T., Voß O., Wilbrandt S., Stenzel O. Postdeposition treatment of IBS coatings for UV applications with optimized thin-film stress properties // Appl. Opt. 2014. V. 53, N 4. P. A212–A220. DOI: 10.1364/AO.53.00A212.
18. Falmbigl M., Godin K., George J., Mühlig C., Rubin B. Effect of annealing on properties and performance of HfO₂/SiO₂ optical coatings for UV-applications // Opt. Express. 2022. V. 30. P. 12326–12336. DOI: 10.1364/OE.453345.
19. Trubetskov M., Tikhonravov A., Amotchkina T. Reverse engineering of optical coatings: Problem definition and application examples // Appl. Opt. 2014. V. 53. P. A13–A22. DOI: 10.1364/AO.53.00A114.
20. Zhao M., Wang Y., Lu Y., Chen Y., Shao J. Effect of annealing on ion-beam-sputtered hafnium oxide thin films properties // Opt. Mater. 2024. V. 157. Art. 116241. DOI: 10.1016/j.optmat.2024.116241.
21. Liu H., Jiang Y., Wang L., Li S., Yang X., Jiang C., Liu D., Ji Y., Zhang F., Chen D. Effect of heat treatment on properties of HfO₂ film deposited by ion-beam sputtering // Opt. Mater. 2017. V. 73. P. 95–101. DOI: 10.1016/j.optmat.2017.07.048.