1 云南北方光学科技有限公司，云南 昆明 650217
2 昆明理工大学机电工程学院，云南 昆明 650500
As40Se60硫系玻璃基底沉积红外光学薄膜存在牢固性不足的缺点，以膜层牢固性为研究对象来解决膜层附着力问题。首先选择了合适的膜层材料，完成了膜系的设计及优化；然后以沉积温度为影响因素进行单因素实验，研究了ZnS连接层的镀制工艺和残余应力，采用无离子源辅助的办法降低了连接层的残余应力，提高了膜层附着力；最终解决了较高温度下的薄膜脱膜问题，研制了一种透过波段为8~12 μm的红外增透膜，并确定了镀制工艺运用于实际生产。所制备的薄膜平均透过率为98%、平均反射率为0.6%，附着力、高低温、湿热实验满足GJB2845—1995标准中的要求。
薄膜 增透膜 硫系玻璃 连接层 红外光学 残余应力 激光与光电子学进展
2023, 60(5): 0531003
1 昆明理工大学机电工程学院，云南 昆明 650500
2 云南北方光学科技有限公司，云南 昆明 650217
红外光学元件是红外光学系统的核心部分之一，硫系玻璃具有透过波段宽、消色差和消热差性能好、原材料来源广泛的特点，是一类优异的红外光学材料，在红外领域具有广阔的应用前景。但相比其他红外光学材料，硫系玻璃具有热膨胀系数大、软化点温度低的特点，其待镀膜表面的加工和薄膜沉积难度较大。本文介绍了硫系玻璃待镀膜表面的加工方法，综述了在硫系玻璃元件表面镀增透膜和保护膜的方法及研究进展，归纳总结了硫系玻璃待镀膜表面加工和镀膜现状及存在的问题，并展望了其光学表面制备和镀膜的发展趋势。
材料 硫系玻璃 光学加工 增透膜 保护膜 红外光学 激光与光电子学进展
2022, 59(21): 2100003
1 昆明物理研究所, 云南 昆明 650223
2 北京理工大学, 北京 100081
3 云南北方光学科技有限公司, 云南 昆明 650217
4 云南大学物理与天文学院, 云南省高校光电器件工程重点实验室, 云南 昆明 650550
多光谱波段透过型ZnS体材料在整流罩、红外透镜、红外窗口等领域具有广泛应用。本文全面梳理和总结了ZnS体材料制备技术的最新研究进展, 包括热压技术、化学气相沉积+热等静压技术等。分析了不同制备方法对ZnS体材料光学性能的影响因素。最后展望了ZnS体材料的未来发展方向。
硫化锌体材料 红外光学窗口 热压法 化学气相沉积 热等静压 ZnS bulk material, infrared optical window, hot pr
1 北京理工大学光电学院，北京 100081
2 昆明物理研究所，云南昆明 650217
为改善 Ge基底红外长波增透膜的耐恶劣环境性，研究了 LaF3晶体作为低折射率材料的膜系设计过程和制备工艺。通过优化膜系结构和分段制备 LaF3层技术获得了高光学性能的多层增透膜。在 8～ 12 .m波段，峰值透过率达到 98.3%，双面镀膜平均透过率从 48.4%提高到 96.2%。力学性能、环境试验结果显示，基于 LaF3材料的长波高效增透膜在保持高的光能量透过的同时还可以经受较为恶劣的环境测试。
长波红外 高性能增透膜 LaF3 LaF3，long wave infrared band，high performance an
1 北京理工大学 光电学院, 北京 100081
2 北方夜视科技集团有限公司, 云南 昆明 650221
研究了LaF3材料的蒸发特性及其在2.5~12 μm红外波段的光学常数, 并将LaF3晶体作为低折射率材料在Ge基底上制备了中波红外3.7~4.8 μm波段高耐用性增透膜。SEM照片显示, 基于LaF3材料的高耐用性增透膜表面纳米晶粒分布均匀致密, 表面光洁度高。利用傅里叶变换红外光谱仪测试了其光谱特性, 在3.7~4.8 μm波段, 峰值透射率达到99.4%, 双面镀膜平均透射率由47.7%提高到98.8%。牢固度、耐久性等环境试验结果显示, 膜层在保持高的光学性能的同时还可以在较为严苛的恶劣环境中使用
高耐用性 增透膜 中波红外 LaF3 LaF3 high durability antireflective film medium-wavelength infrared 红外与激光工程
2019, 48(11): 1117001
Author Affiliations
Abstract
1 Beijing Key Laboratory of Nanophotonics and Ultrafine Optoelectronic Systems, Key Laboratory of Photoelectronic Imaging Technology and System, Ministry of Education, School of Optics and Photonics, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China
2 Yunnan KIRO - CH Photonics Co., Ltd., Kunming 650223, China
3 School of Materials Science & Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China
A gradient-index Reuleaux-triangle-shaped hole array was fabricated on germanium (Ge) by nanoimprint lithography and inductively coupled plasma processing as a broadband mid-infrared (IR) antireflective surface. The interaction between the {111} planes of cubic crystalline Ge and a circular mold successfully produced an orderly and periodically distributed Reuleaux-triangle-shaped hole array. As a result, the average transmittance increased 15.67% over the waveband at 3–12 μm and remained stable at the incidence angle of up to 60°. The vertices of the Reuleaux triangle showed local enhancement of the electric field intensities due to interference of the incident and reflected radiation fields. It was also found that nonuniform hole depths acted to modulate the transmittance over the 3–12 μm waveband.
240.6700 Surfaces 160.4670 Optical materials Chinese Optics Letters
2019, 17(12): 122401
1 长春理工大学 光电工程学院，吉林 长春 130022
2 昆明物理研究所，云南 昆明 650223
短中波红外探测系统能够同时响应短波红外及中波红外两个波段，可以满足复杂探测环境的使用要求，在军用及民用方面获得了广泛应用。为提高红外探测器的精度，缩短响应时间，需要研制满足系统要求的宽波段高透过率薄膜。结合Baumesiter减反射膜设计理论，对变尺度算法的评价函数进行了优化，建立了新型加权评价函数模型，在2.6~3.3 μm的水吸收波段，根据模型设计了低敏感度高容差的膜系结构。并针对水吸收波段优化制备技术，研究了不同离子源辅助沉积参数对 MgF2光谱特性的影响，同时采用阶梯性退火工艺，得到了一种有效降低水吸收的方法。最终所制备的薄膜在1.5~5 μm波段范围内光谱透过率大于96.5%。
光学薄膜 减反射膜 离子束辅助沉积 水吸收峰 红外探测 optical thin film anti-reflection film ion beam assisted deposition water absorption peak infrared detection 红外与激光工程
2019, 48(10): 1017001
1 北京理工大学 光电学院, 北京 100081
2 北方夜视科技集团有限公司, 昆明 650223
利用溶胶凝胶法制备了Mg0.3Zn0.7O薄膜, 并制作了金属半导体金属结构的深紫外探测器。研究了高质量ZnO缓冲层的引入对Mg0.3Zn0.7O薄膜的吸收谱和结晶特性以及Mg0.3Zn0.7O紫外探测器响应参数的影响。实验结果表明: ZnO缓冲层的引入使Mg0.3Zn0.7O薄膜的紫外可见光吸收谱有轻微的红移, 但可以明显提高薄膜的结晶质量, 同时ZnO/Mg0.3Zn0.7O探测器的IV特性表明, ZnO缓冲层的引入可以显著提高器件的光电流, 改善其响应特性, 在20V偏压下将Mg0.3Zn0.7O探测器的响应度由0.035A/W提高至0.63A/W。
ZnO缓冲层 溶胶凝胶法 紫外探测器 光响应特性 ZnO buffer layer Mg0.3Zn0.7O Mg0.3Zn0.7O solgel method ultraviolet detectors optical response
1 北京理工大学 光电学院 薄膜与显示实验室, 北京 100081
2 北方夜视科技集团有限公司, 昆明 650223
3 重庆嘉陵华光光电科技有限公司, 重庆 400700
采用不同溅射功率制备的铟镓氧化锌(IGZO)薄膜作为薄膜晶体管(TFT)的有源层, 通过扫描电镜、霍尔效应测试仪, 分析了溅射功率对IGZO薄膜形貌及电特性的影响, 研究了不同IGZO溅射功率对IGZO-TFT栅偏压不稳定性的影响。结果表明, 在一定范围内, 低溅射功率使得IGZO薄膜的表面粗糙, 缺陷较多, 载流子浓度较低; 在正栅极偏压作用下, 低IGZO薄膜溅射功率导致较大的IGZO-TFT阈值电压漂移; 在负偏压作用下不产生阈值电压漂移。
薄膜晶体管 溅射功率 不稳定性 thin film transistor IGZO IGZO sputtering power instability
在K9玻璃基底上将两种物理性能完全不同的薄膜形成组合膜系层, 实现了抗电磁干扰、高透光的效果。技术指标为: 在400nm-1100nm宽波段范围平均透光率不低于90%; 为达到良好的抗电磁干扰屏蔽效果, 抗电磁屏蔽其方块电阻值为4±0.5Ω/口。为满足设计技术指标要求, 计算设计了抗电磁干扰与减反射复合膜系结构, 进行了镀膜工艺实验。实验结果表明, 通过采用离子束辅助沉积工艺技术, 可改善光学薄膜的微观结构, 进而提高了复合薄膜的光学、物理性能和膜层的稳定性。
离子束辅助沉积(IAD) 抗电磁干扰镀层 减反射薄膜 复合薄膜 ion beam assisted deposition anti-electromagnetic interference layer anti-reflecting film composite thin-film
