1 长春理工大学光电工程学院，吉林 长春 130022
2 长春理工大学中山研究院，广东 中山 528437
3 中山吉联光电科技有限公司，广东 中山 528437
为抑制非相干光产生的干扰，提高紫外单色仪的分辨率，本文选择Al2O3、AlF3分别作为高、低折射率材料，在熔融石英基底上设计并制备了深紫外全介质高陡度滤光膜。通过优化沉积工艺及膜层应力分析方法，解决了薄膜应力过大所导致的膜裂问题；并对实验结果进行反演分析，通过优化监控方法提高了膜厚控制精度。制备的深紫外高陡度滤光膜在232~400 nm平均透过率为97.67%，在115~228 nm平均透过率为0.61%，过渡区陡度为3.6 nm，满足紫外单色仪的使用需求。
光学薄膜 紫外单色仪 深紫外滤光膜 高陡度 薄膜应力
1 长春理工大学光电工程学院，吉林 长春 130022
2 长春理工大学中山研究院，广东 中山 528436
3 光驰科技（上海）有限公司，上海 200444
4 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
5 云南北方光学科技有限公司，云南 昆明 650216
为了满足5G光通信对细波分复用（LWDM）窄带滤光膜的要求，笔者采用电子束与离子辅助沉积技术，在K9基底上镀制了高质量光通信滤光膜。提出了一种高精度调试膜厚均匀性与光谱一致性的方法，该方法通过对特殊膜系镀膜结果进行反演分析，能快速分析出Ta2O5和SiO2两种材料光学厚度的误差，根据分析结果调节修正板，可以有效解决光学厚度匹配的问题，改善窄带滤光膜光谱。在镀制过程中采用光学直接监控法监控膜厚，对基板的实时光量值曲线进行拟合，根据拟合结果监控膜层厚度，同时采用晶控平均厚度法对耦合层与非规整膜层进行监控，提高了监控精度。最终制备的滤光膜在-0.2 dB处的带宽为4.1 nm，通带内最大插入损耗为0.14 dB，通带波纹为0.04 dB，-27 dB处带宽为6.0 nm，满足细波分复用窄带滤光膜的技术要求。
光通信 细波分复用 光学直接监控法 晶控平均厚度法 通带波纹 中国激光
2023, 50(19): 1903101
1 长春理工大学光电工程学院，吉林 长春 130022
2 长春理工大学中山研究院，广东 中山 528436
3 北京空间机电研究所，北京 100094
在微光夜视与红外成像融合的光学系统中，光通过55°放置的分光镜分成两束光，其中反射光被微光探测器接收进行微光夜视成像，透射光被红外探测器接收进行红外成像，通过图像融合技术来提高系统的成像分辨率。针对分光镜的参数要求，笔者选用Ge、ZnS和YbF3作为沉积材料，采用离子源辅助沉积技术在多光谱ZnS基底上制备了0.6~0.9 μm波段高反、3.7~4.8 μm波段高透的分光膜。通过对膜系结构的优化以及沉积工艺参数的调整，解决了膜层牢固度和面形精度等问题，实现了0.6~0.9 μm波段反射率为90.77%、3.7~4.8 μm波段透射率为91.15%的分光指标。附着力测试、摩擦力测试、高低温测试、恒温恒湿测试结果显示所制备的双面膜可以满足使用要求，但该膜的短波反射率和长波透过率仍有一定的提升空间。
光学器件 分光镜 微光夜视 中波红外成像 面形精度 中国激光
2023, 50(14): 1403101
1 长春理工大学光电工程学院，吉林 长春 130022
2 长春理工大学中山研究院，广东 中山 528437
3 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室，吉林 长春 130033
4 英国西苏格兰大学计算工程与物理学院薄膜、传感器与图像研究所，佩斯利 PA1 2BE，英国
为满足GREGOR望远系统末端的测试需求，实现对某些荧光光谱干扰信号的有效过滤和屏蔽，在可见光范围内设计并制备了一种高透射深截止多腔负滤光片。采用变迹函数不同级次的高阶迭代算法，通过设计厚度调制层来有效抑制通带波纹；在B270基底上采用离子束辅助反应磁控溅射的沉积方法进行制备，使用光控法和时间控制法相结合的方案对非四分之一膜层厚度进行监控。实验结果表明，实际制备结果与理论设计吻合较好，制备工艺可行性较高。所设计的多腔负滤光片膜系结构总层数为190层，总厚度约为20 μm，测得各通带透射率均大于90%，截止深度大于0.1%，反射带半峰全宽小于24 nm，最大位置偏差为2 nm，样品的均匀性良好，测试结果完全满足实际应用需求。
薄膜 多腔负滤光片 反应磁控溅射 Nb2O5 SiO2 中国激光
2023, 50(13): 1303102
光子学报
2022, 51(12): 1216001
1 长春理工大学光电工程学院，吉林 长春 130022
2 长春理工大学中山研究院，广东 中山 528400
3 北京空间机电研究所，北京 100049
4 光驰科技(上海)有限公司，上海 200444
为了使车载激光雷达视窗在大角度下具有高透过率并且具有除霜防雾的功能，研制了近红外导电滤光膜。选择SiHx与SiO2作为高、低折射率材料，调节氢气流量，改变SiHx的折射率及消光系数，使得SiHx可吸收可见光，同时在红外波段的吸收率较低，最终薄膜外观呈黑色。利用软件Macleod与Optilayer设计并优化膜系，使薄膜在(905±30)nm波段增透，同时减低了大角度入射时的光谱偏移量。在滤光膜最外层加镀了一层氧化铟锡(ITO)薄膜，通过调整工艺参数，在不影响光谱性能的前提下降低了方块电阻值。经测试，所制备的导电滤光膜在入射角为0°时的平均透过率为92.58%，入射角为30°时的透过率为91.9%，方块电阻值达到24 Ω/square，适用于车载激光雷达视窗。
薄膜 光学薄膜 氧化铟锡 方块电阻 磁控溅射 中国激光
2022, 49(17): 1703101
1 长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 北京空间机电研究所, 北京 100094
3 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
4 光驰科技(上海)有限公司, 上海 200444
为提高弯月透镜表面的膜厚均匀性,对三级公自转行星系统中弯月透镜表面进行了膜厚均匀性的研究。构建了三级公自转行星盘的运动轨迹方程,并根据膜厚计算公式,建立了与三级盘倾角、公转半径有关的弯月透镜表面相对膜厚分布模型,采用电子束蒸发和离子束辅助沉积技术对分布模型进行了实验验证。此外,根据多次实验结果优化三级公自转行星系统结构参数,以提高弯月透镜表面的膜厚均匀性。实验结果表明,在未使用修正挡板技术的情况下,当公转半径为650 mm、倾角为60°时,可将弯月透镜凸面表面膜厚均匀性控制在±2.45%以内。
薄膜 三级公自转行星系统 相对膜厚分布模型 弯月透镜 膜厚均匀性 光学学报
2022, 42(10): 1031002
1 长春理工大学光电工程学院，吉林 长春 130022
2 光驰科技(上海)有限公司，上海 200444
为了提高电子产品显示屏幕的耐用性，研制了可见光波段的硬质减反射薄膜。使用新材料SiAlON代替常用低折射率材料SiO2，依据Clausius-Mossotti方程式对其等效介电常数进行了理论计算，并进行了实验验证。经测试，基于SiAlON与Si3N4制备的硬质减反射薄膜的平均硬度达到1773.9 HV，可见光波段的平均反射率为0.489%。所提方法在保证薄膜减反射效果的同时提升了薄膜硬度，所研制的薄膜对电子产品的显示屏起到了更好的保护作用。研究结果对在低反射和高硬度方面具有较高要求的光学组件具有重要意义。
薄膜 光学薄膜 减反射膜 SiAlON 硬度
