Оптические покрытия

Состоят из одного или нескольких слоев разных материалов. Каждый слой имеет различные показатели преломления и толщину, сравнимую с длиной световой волны. Физической основой оптических покрытий служит интерференция света – усиление или ослабление при наложении друг на друга когерентных световых волн в зависимости от соотношения между их фазами.

Оптические покрытия составляют важнейшую часть элементной базы современных оптико-электронных приборов и систем, так как позволяют существенно изменять их оптические параметры и расширять функции.

По функциональному назначению оптические покрытия подразделяют на просветляющие, отражающие, фильтрующие, спектроделительные, поляризующие и светопоглощающие. Способы получения оптических покрытий разделяют на химические и вакуумные. Вакуумные методы имеют наиболее распространение, так как позволяют получать покрытия с более высокими техническими характеристиками. 

В годы Великой Отечественной войны на Казанском оптико-механическом заводе был освоен выпуск биноклей и прицелов с просветляющими покрытиями, наносимыми химическим методом.

В 1957 г. научно-исследовательские работы по созданию оптических покрытий были начаты в Казанском филиале Ленинградского оптического института (см. Институт прикладной оптики). В дальнейшем институт стал одним из ведущих разработчиков и производителей оптических покрытий в стране, головным предприятием в области покрытий для инфракрасного диапазона спектра. Здесь сформировался крупный научно-исследовательский и производственный центр, включающий 6 лабораторий, сектор вакуумной асферизации.

Значительный вклад в исследование и разработку оптических покрытий внесли И.С.Гайнутдинов, М.А.Валидов, Е.А.Несмелов, Г.А.Александров, М.Х.Ахмадеев и др. В институте проведены работы по развитию методов математического моделирования технологических процессов, методов расчета многослойных интерференционных систем; выполнены экспериментальные исследования по определению свойств материалов в пленочном состоянии. Разработаны технологии изготовления пленкообразующих материалов, аппаратура контроля толщины слоев в процессе их напыления, автоматизированы процессы нанесения покрытий с применением электронно-вычислительных машин.

Созданы и внедрены в производство: интерференционные покрытия оптико-электронных систем наблюдения для космических аппаратов; диэлектрические зеркала для кольцевых лазерных гироскопов; просветляющие, спектроделительные, металлические зеркальные покрытия для тепловизионных приборов; зеркальные, поляризующие и просветляющие покрытия для силовой оптики; узкополосные фильтры, рассчитанные на длины волн, используемые в лазерах; кольцевые фильтры для газоанализаторов, радиометров, медицинских приборов, приборов спектрального анализа, авиакосмических приборов; глубокоохлаждаемые фильтры для работы в открытом космосе, фильтры с высокой ударопрочностью и другое; организован серийный выпуск пленкообразующих материалов для предприятий отрасли.

Разработки института внедрены на Казанском, Азовском и Уральском оптико-механических заводах, заводе «Арсенал» (Киев), Красногорском механическом заводе, в научно-производственных объединениях «Астрофизика» и «Геофизика» (оба – Москва). Ведутся разработки микрофильтров (0,1–3 мм) в инфракрасной области спектра для новейших многоцветных («мозаичных») фотоприемников; «солнечно-слепых» высокочувствительных фильтров для оптико-электронных систем, использующих ультрафиолетовое излучение; покрытий с заданными цветовыми характеристиками, обеспечивающими высокую точность цветопередачи в системах контроля и управления цветом и в системах, в которых цветовая информация служит основанием для принятия решений; различных типов покрытий для деления светового потока по 2–10 спектральным каналам.

За достижения в области создания оптических покрытий Государственной премии СССР удостоен М.А.Валидов (1970), Премии Совета Министров СССР – И.С.Гайнутдинов и А.С.Макаров (1990), ряд сотрудников института награжден орденами и медалями; получено около 100 авторских свидетельств на изобретения.

Исследования, связанные с оптическими покрытиями, ведутся в Казанском университете (Р.Б.Тагиров), Казанском техническом и Казанском технологическом университетах. Изучение и модификацию тонких пленок осуществляет Казанский физико-технический институт Казанского научного центра Российской академии наук.

Оптические покрытия производит участок вакуумных покрытий Казанского оптико-механического завода.

Автор – И.С.Гайнутдинов