1 中国科学院大学 光电学院,北京 100049
2 中国科学院光电技术研究所,成都 610209
Ag基膜系具有在可见到近红外波段最高的反射率，但Ag的环境稳定性较差，易受腐蚀而导致反射率降低。采用离子束辅助电子束蒸发沉积（IAD）方式制备了不同厚度比例的Ta2O5-SiO2纳米胺薄膜，计算出有效折射率和膜层残余应力，选用Ta2O5厚度占比为75%的纳米胺薄膜，进一步设计制备了纳米胺结构保护层Ag基膜系和常规两层式结构保护层Ag基膜系，实现了多波段高反射率目标，并且两种Ag基膜系的残余应力相近。在24 h湿热实验后，纳米胺结构保护层Ag基膜系的反射率红移量小于常规两层式结构保护层Ag基膜系；在144 h湿热实验后，纳米胺结构保护层Ag基膜系表面缺陷腐蚀程度小于常规两层式结构保护层Ag基膜系，结合聚焦离子束制样后利用TEM观察结果，表明纳米胺结构保护层具有更高的致密度，能够为Ag基膜系提供更优良的环境稳定性。
Ag基膜系 纳米胺 反射率 残余应力 环境稳定性 Ag-based films nanolaminate reflectance residual stress environmental stability
1 中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209
2 中国科学院光束控制重点实验室，四川 成都 610209
3 中国科学院大学，北京 100049
因为发散角和线宽效应的存在，非平行光束入射窄带滤光片时，滤光片的透射特性会发生变化。特别是在斜入射时，窄带滤光膜透射通带波形更易从矩形向三角形退化，并且伴随峰值透过率降低等负面现象。虽然已知的卷积模型可以对非平行光束入射窄带滤光片的情况进行数值模拟，但是由于制备和测量误差的阻碍，其正确性和数值模拟的准确性没有严格的实验进行验证。通过膜系优化和测量误差修正降低相应误差及其影响，并通过等离子体辅助反应磁控溅射 (PARMS) 的方法制备了工作角度为17°的1 064 nm高性能窄带滤光片。滤光片的透射光谱分别由两款分光光度计Cary 7000和Lambda 1050测量得到。在不同条件下测得的光谱与数值模拟结果吻合得很好，充分验证了卷积模型的有效性和数值模拟的准确性。
窄带滤光片 数值模拟 发散角效应 线宽效应 narrow-band filter numerical simulation divergence-angle effect linewidth effect 红外与激光工程
2022, 51(8): 20210757
1 中国科学院光电技术研究所, 四川成都 610209
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 电子科技大学光电科学与工程学院, 四川成都 610054
二氧化硅(SiO2)是光学系统中最常用光学薄膜材料之一, 其微观结构、缺陷等信息对于研究和提高薄膜的性能具有重要作用。本文通过电子束蒸发、离子辅助、磁控溅射方法制备 SiO2薄膜并进行测试, 计算出其吸收边光谱, 对吸收边光谱的强吸收区、e指数区、弱吸收区进行分段分析得到 SiO2薄膜的带隙宽度、带尾能量和氧空位缺陷含量数据。进一步分析三种薄膜和其在常规退火温度下的带隙宽度、带尾能量和氧空位缺陷含量的数据, 获得 SiO2薄膜的微观原子排列结构、微观缺陷信息, 并对不同镀膜技术和不同退火温度下 SiO2薄膜的原子排列结构、微观缺陷的差异和变化进行了分析和讨论。
SiO2薄膜 带隙宽度 带尾能量 氧空位缺陷 SiO2 film bandgap Urbach tail energy oxygen deficiency centers 光电工程
2019, 46(4): 18022010
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Optics and Electronics, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100039, China
3 School of Optoelectronic Information, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China
To simultaneously obtain high-resolution multi-wavelength (from visible to near infrared) tomographic images of the solar atmosphere, a high-performance multi-wavelength optical filter has to be used in solar imaging telescopes. In this Letter, the fabrication of the multi-wavelength filter for solar tomographic imaging is described in detail. For this filter, Ta2O5 and SiO2 are used as high- and low-index materials, respectively, and the multilayer structure is optimized by commercial Optilayer software at a 7.5° angle of incidence. Experimentally, this multi-wavelength optical filter is prepared by a plasma ion-assisted deposition technique with optimized deposition parameters. High transmittance at 393.3, 396.8, 430.5, 525, 532.4, 656.8, 705.8, 854.2, 1083, and 1565.3 nm, as well as high reflectance at 500 and 589 nm are achieved. Excellent environmental durability, demonstrated via temperature and humidity tests, is also established.
310.0310 Thin films 310.1860 Deposition and fabrication Chinese Optics Letters
2017, 15(12): 123101
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Optics and Electronics, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100039, China
To improve the optical performance of an antireflection (AR) coating on a micro-spherical substrate, the ray angle of the incidence distribution and the thickness profile are taken into consideration during the optical coating design. For a convex spherical substrate with a radius of curvature of 10 mm and a clear aperture of 10 mm, three strategies are used for the optimization of the spectral performance of a broadband AR coating in the spectral region from 480 to 720 nm. By comparing the calculated residual reflectance and spectral uniformity, the developed method demonstrates its superiority in spectral performance optimization of an AR coating on a micro-spherical substrate.
310.0310 Thin films 310.1860 Deposition and fabrication 310.6805 Theory and design Chinese Optics Letters
2016, 14(9): 093101
1 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 电子科技大学光电信息学院, 四川 成都 610054
研究了磁控溅射制备Sub/NiCrNx/Ag/NiCrNx/SiNx/Air多层结构银反射镜的特性，分析了N2对Ag薄膜、介质保护层及银反射镜光谱的影响。采用深度剖析X射线光电子能谱和透射电子显微镜分析了银反射镜短波波段（400~500 nm）反射率偏低的原因。采用分光光度计、扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究了N2占比对Ar/N2混合气体溅射制备单层银膜光学性质、表面形貌及晶向结构的影响，比较了不同Ar/N2比例混合气体溅射制备银反射镜的反射率，并分析了对应样品SiNx保护层的化学计量比。实验结果显示，溅射制备银膜时，在Ar中引入一定比例的N2，SiNx保护层的化学计量比得到改善。当N2体积比由0上升至40%时，Ar/N2混合气体溅射制备的银反射镜在400 nm波长处反射率由71.7%提高到79.3%。此外，基于Ar/N2混合气体溅射溅射制备的银反射镜样品具备优良的环境稳定性。
薄膜 银反射镜 磁控溅射 SiNx薄膜 Ar/N2混合 中国激光
2016, 43(12): 1203002
1 中国科学院光电技术研究所，成都 610209
2 中国科学院大学，北京 100049
为指导高精度大型止推面加工，需要对其平面度进行面采样测试。本文建立了结构光检测模型：激光器投射平行条纹到被测表面，CCD 相机接收包含条纹的图像。被测面理想的情况下，CCD 相机接收到直条纹；当被测面存在凹凸时，条纹发生扭曲，扭曲量和高度存在比例关系。论文推导了结构光检测一体式装置的数学模型，分析了入射角对测量精度的影响。实验结果表明，入射角越大，系统分辨力越高；当入射角度继续增大时，检测精度有望达到要求，然而图像畸变严重，处理困难。论文提出改进分体式检测装置，CCD 相机固定在待测面正上方，线激光阵列以相同角度入射。在入射角为85°时，对400 mm×400 mm 的平面检测时，采用4 096 pixel×4 096 pixel的CCD，借助亚像素技术，结构光检测系统分辨力可以达到亚微米级别。
大面型 平面度 面采样 线结构光 large annular plane flatness surface sampling line structured light
1 上海同济大学物理系精密光学仪器研究所， 上海 200092
2 特殊人工微结构材料上海重点实验室， 上海 200092
研究了HfO2/SiO2高反膜中植入2 μm的SiO2小球所形成的节瘤的界面连续性对损伤特性的影响。采用离子束辅助沉积(IAD)技术制备了两种不同厚度的1064 nm高反膜。它们的电场分布和吸收相近；但是厚度大(约为2倍)的薄膜中，节瘤的界面连续性更好。对于这两种特性的节瘤，用1064 nm脉冲激光(脉宽10 ns)进行了统计性的Raster Scan扫描测量。发现厚度大的薄膜中节瘤的初始损伤阈值更高(约为2倍)，损伤过程相对缓慢。说明对于2 μm直径的SiO2种子源，在考察的厚度范围内，节瘤与周围膜层的连续性随着膜层厚度的增加明显改善，其抗激光辐照的稳定性也增强，初始损伤阈值随之提高。
薄膜 节瘤 界面连续性 激光损伤 中国激光
2011, 38(s1): s107002
