Title (eng)
Broadband reflectance and transmittance characterization of crystalline supermirrors
Parallel title (deu)
Breitbandige Charakterisierung der Reflektivität und Transmissivität kristalliner Superspiegel
Author
Lukas Perner
Advisor
Oliver Heckl
Assessor
Oliver Heckl
Abstract (deu)
Die vorliegende Arbeit beschreibt die Messung des Reflexionsvermögens R und des Transmissionsvermögens T, durchgeführt an zwei kristallinen Superspiegeln mit einer Zentralwellenlänge von 4.54 μm. Zu diesem Zweck wurden zwei kostengünstige, flexible und spektral breitbandige Messaufbauten erstellt. Für die Reflexionsmessungen wurde ein Cavity-Ringdown-Verfahren mit einem Fabry-Pérot-Quantenkaskadenlaser implementiert. Dieser Aufbau nutzte direkte passive Feedback-Effekte des Ringdown-Resonators auf den Quantenkaskadenlaser in einer einfachen linearen Anordnung. Das Transmissionsvermögen wurde unter Verwendung eines direkten Messansatzes bestimmt, wobei die Intensität, sowohl des einfallenden, als auch des von der Spiegelbeschichtung transmittierten Lichts verglichen wurde; dies unter Verwendung einer ‚Globar'-Weißlichtquelle zur Stabilisierung der Leistung einerseits, andererseits mit Hilfe eines Lock-In-Verstärkers um das Signal-Rausch-Verhältnis und den Dynamikbereich zu verbessern. In beiden Messaufbauten wurde ein Reflexionsgitter-Monochromator verwendet, um spektral aufgelöste Messungen zu ermöglichen. Wir haben ein maximales Reflexionsvermögen R=(0.9998215−(33)+(31)) und ein minimales Transmissionsvermögen T=(142±15) ppm gemessen. Da R+T+l=1 gilt, konnte der Restverlust (Absorption und Streuung) in der Größenordnung von l=(37±18) ppm bestimmt werden. Neben diesen Messergebnissen werden die benötigten theoretischen Grundlagen und Modelle abgeleitet und erläutert.
Abstract (eng)
The thesis at hand describes reflectance R and transmittance T measurements per-formed on a pair of substrate-transferred crystalline supermirrors centered at a wavelength of 4.54 μm. For this purpose, two low-cost, flexible and spectrally broadband measurement setups were built. For the reflectance measurements, a cavity ring-down scheme, using a Fabry-Pérot quantum cascade laser, was implemented. This setup exploited direct passive feedback effects of the measurement cavity on the source laser in a simple linear configuration. The transmittance was determined using a direct approach, comparing the intensity of both, the light incident on and the transmitted by the mirror coating; using a globar type white light source for power stability and lock-in detection to enhance the signal-to-noise ratio and dynamic range. In both setups, a reflection-grating monochromator was used to achieve spectrally resolved measurements. We measured a maximum reflectance R=(0.9998215−(33)+(31)), and minimum transmittance T=(142±15) ppm. Since R+T+l=1, this allowed for an estimation of residual loss (absorption and scatter) in the order of l=(37±18) ppm. Alongside these measurement results, the needed theoretical basics and models are derived and explained.
Keywords (eng)
optical cavityreflectancetransmittancesupermirrorcrystalline mirrorring-downbroadbandmid-infraredMIRmid-IR
Keywords (deu)
optischer ResonatorReflektivitätTransmissivitätSuperspiegelkristalline SpiegelRing-Downbreitbandigmittleres InfrarotMIR
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1353294
rdau:P60550 (deu)
v, 63 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Number of pages
68
Association (deu)
Title (eng)
Broadband reflectance and transmittance characterization of crystalline supermirrors
Parallel title (deu)
Breitbandige Charakterisierung der Reflektivität und Transmissivität kristalliner Superspiegel
Author
Lukas Perner
Abstract (deu)
Die vorliegende Arbeit beschreibt die Messung des Reflexionsvermögens R und des Transmissionsvermögens T, durchgeführt an zwei kristallinen Superspiegeln mit einer Zentralwellenlänge von 4.54 μm. Zu diesem Zweck wurden zwei kostengünstige, flexible und spektral breitbandige Messaufbauten erstellt. Für die Reflexionsmessungen wurde ein Cavity-Ringdown-Verfahren mit einem Fabry-Pérot-Quantenkaskadenlaser implementiert. Dieser Aufbau nutzte direkte passive Feedback-Effekte des Ringdown-Resonators auf den Quantenkaskadenlaser in einer einfachen linearen Anordnung. Das Transmissionsvermögen wurde unter Verwendung eines direkten Messansatzes bestimmt, wobei die Intensität, sowohl des einfallenden, als auch des von der Spiegelbeschichtung transmittierten Lichts verglichen wurde; dies unter Verwendung einer ‚Globar'-Weißlichtquelle zur Stabilisierung der Leistung einerseits, andererseits mit Hilfe eines Lock-In-Verstärkers um das Signal-Rausch-Verhältnis und den Dynamikbereich zu verbessern. In beiden Messaufbauten wurde ein Reflexionsgitter-Monochromator verwendet, um spektral aufgelöste Messungen zu ermöglichen. Wir haben ein maximales Reflexionsvermögen R=(0.9998215−(33)+(31)) und ein minimales Transmissionsvermögen T=(142±15) ppm gemessen. Da R+T+l=1 gilt, konnte der Restverlust (Absorption und Streuung) in der Größenordnung von l=(37±18) ppm bestimmt werden. Neben diesen Messergebnissen werden die benötigten theoretischen Grundlagen und Modelle abgeleitet und erläutert.
Abstract (eng)
The thesis at hand describes reflectance R and transmittance T measurements per-formed on a pair of substrate-transferred crystalline supermirrors centered at a wavelength of 4.54 μm. For this purpose, two low-cost, flexible and spectrally broadband measurement setups were built. For the reflectance measurements, a cavity ring-down scheme, using a Fabry-Pérot quantum cascade laser, was implemented. This setup exploited direct passive feedback effects of the measurement cavity on the source laser in a simple linear configuration. The transmittance was determined using a direct approach, comparing the intensity of both, the light incident on and the transmitted by the mirror coating; using a globar type white light source for power stability and lock-in detection to enhance the signal-to-noise ratio and dynamic range. In both setups, a reflection-grating monochromator was used to achieve spectrally resolved measurements. We measured a maximum reflectance R=(0.9998215−(33)+(31)), and minimum transmittance T=(142±15) ppm. Since R+T+l=1, this allowed for an estimation of residual loss (absorption and scatter) in the order of l=(37±18) ppm. Alongside these measurement results, the needed theoretical basics and models are derived and explained.
Keywords (eng)
optical cavityreflectancetransmittancesupermirrorcrystalline mirrorring-downbroadbandmid-infraredMIRmid-IR
Keywords (deu)
optischer ResonatorReflektivitätTransmissivitätSuperspiegelkristalline SpiegelRing-Downbreitbandigmittleres InfrarotMIR
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1353295
Number of pages
68
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