中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室， 吉林长春130033
为了实现在8寸化学机械抛光设备上进行小尺寸镀铜InP晶圆的减薄抛光工作，提高设备的兼容性，缩减工艺步骤，减少过多操作导致InP晶圆出现裂纹暗伤和表面颗粒增加等问题，自制特殊模具，使小尺寸InP晶圆在8寸化学机械抛光设备上进行加工，再根据InP晶圆易碎的缺陷问题，通过调整设备的抛光头压力、转速和抛光垫的转速等相关工艺参数，使其满足后续键合工艺的相关需求。实验结果表明：在使用特殊模具下，当抛光头的压力调整为20.684 kPa、抛光头与抛光垫的转速分别为：93 r/min和87 r/min时，InP晶圆的表面粗糙度达到：Ra≤1 nm；表面铜层的去除速率达到3 857×10-10/min；后续与8寸晶圆的键合避免键合位置出现空洞等缺陷，实现2寸InP晶圆在8寸设备上的CMP工艺，大大降低了CMP工艺成本，同时避免晶圆在转移过程中出现表面颗粒度增加和划伤的情况，实现了InP晶圆与Si晶圆的异质键合及Cu互连工艺。
化学机械抛光 磷化铟 去除速率 键合 表面粗糙度 chemical mechanical polishing InP removal rate bonding surface roughness
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院 深海科学与工程研究所, 海南 三亚 572000
3 中国科学院大学, 北京 100049
为满足我国深海成像设备需求, 针对水下光学像差特点完成了全海深大视场光学成像系统设计。根据深海系统使用环境, 对光学参数与结构形式进行了分析与探讨; 采用常用玻璃及球面透镜设计, 完成了小型化低成本高性能的光学设计实例; 通过控制光线角度来提高光学系统能量利用率。选用YAG透明陶瓷为抗压窗口材料, 通过有限元力学分析仿真获得形变与抗压阈值。通过ANSYS软件分析窗口与支撑结构, 设计满足全海深11 000 m使用环境(120 MPa)要求。光学系统的工作波段为410~630 nm,视场角达80°, 相对孔径为1/2.8, 全视场MTF>0.3(@91 lp/mm)。该系统成像质量及光学窗口抗压性均满足深海成像科考需求。
光学设计 水下成像 大视场 海水光学特性 optical design underwater imaging wide field of view optical properties of seawater 光学 精密工程
2019, 27(11): 2289
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所精密仪器与装备研发中心, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
提出了广义拉格朗日乘子(GLM)算法、内点法和修正序列二次规划算法三种优化算法。采用像差分布合理的正-负-正-负-正镜头结构,设定合理的普适性参数,利用所提的三种方法计算获得了变焦范围为30~100 mm、恒定F数为2.8、视场角为24.421°~71.608°的全画幅变焦镜头的高斯结构,并分析对比了三种优化算法。利用实际镜组替换由GLM算法获取的高斯结构,采用全球面设计,获得了满足成像要求的全画幅变焦镜头的优化设计,三条变焦和补偿曲线均具有良好的线性度,系统调制传递函数在50 lp/mm处的平均值均大于0.1,该全球面设计为后期基于非球面优化设计提供了良好的初始结构。
光学设计 全画幅变焦镜头 最优化算法 高斯结构 激光与光电子学进展
2019, 56(9): 092201
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 长春 130033
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
3 沈阳仪表科学研究院, 沈阳 110043
为消除温度变化对共形光学导引头像质的影响, 利用光学被动消热差理论对具体设计方法进行实际分析.根据消热差条件选择合理的透镜材料组合, 利用衍射元件特殊的光热特性采用折/衍混合结构进行消热差设计.采用椭球形共形整流罩结构减小空气阻力, 降低导弹头部气动加热效应, 利用三片式反远距结构实现短焦大视场系统设计.该系统工作波段为3~5 μm, 系统F/#为2, 视场角为±90°; 凝视结构的导引头光学系统后工作距达22.8 mm, 为制冷型探测器留有足够的空间; 冷光阑效率为100%; 在-40℃~60℃温度变化范围内, 15 lp/mm处全视场MTF值均大于0.4, 满足高准确度定位导引头系统对成像质量的要求, 保证了系统的轻小型设计.
大视场 消热差设计 折/衍混合 红外 共形光学 Wide FOV Athermalization design Hybrid refractive/diffractive IR Conformal optics
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033
2 中国科学院研究生院，北京 100049
针对红外成像系统性能测试与评估的应用需求，设计了一套基于数字微镜器件的消热差的中波红外景象投影光学系统. 探讨了红外视景仿真用投影光学系统的像差特性和设计方法，并对投影系统的无热化进行了分析. 采用分光板和补偿板方案，解决了大相对孔径条件下投影系统的远心照明分光和像差平衡问题，提高了分辨率和均匀性，增大了视场. 系统由远心投影光学系统和像面倾斜的柯勒照明光学系统组成，使用光学被动消热差，提高了系统的稳定性. 系统焦距为255 mm，F/#为2.6，视场5.1°，出瞳距200 mm，在空间频率17 lp/mm处，在－20 ℃～60 ℃全温度范围内MTF>0.6，接近衍射极限. 本文所设计的投影光学系统具有分辨率高、均匀性好、结构紧凑等优点.
光学设计 红外仿真 景象投影 Lens design Infrared simulation Scene projection Digital Micro-mirror Device(DMD) DMD
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所， 长春 130033
2 中国科学院研究生院，北京 100049
为了有效地利用光源能量，满足LED远场照明系统要求，提出了一种实现LED大视场角准直照明的自由曲面透镜设计方法.运用ZEMAX软件序列模式下的多重组态建立透镜结构，在ZEMAX的二次开发环境下，采用宏语言编写自定义优化函数，实现对光学系统的自动优化.通过得到的自由曲面面型数据，借助光学仿真软件进行模拟，模拟光源采用圆面发光的LED朗伯体，视角为180°，透镜材料为PMMA，点光源模拟得到的发散半角在±0.1°以内，能量利用率在87%以上，实现了较高的能量利用率.
非成像光学 准直镜 Nonimaging optics Collimator LED LED
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院，北京 130039
为解决传统头戴式显示器大视场、大出瞳距与小型、轻量化之间的矛盾，设计了折/衍混合自由曲面式头戴显示器的光学系统。利用衍射元件的特殊色散特性校正系统色差；选取最佳的自由曲面面型组合校正系统的像散、彗差和畸变；由光学塑料(PMMA)注塑成型的自由曲面棱镜形成离轴结构，使光学系统结构紧凑、便于装调。设计得到的光学系统出瞳距离为17.4 mm，出瞳直径为4 mm，对角线视场为55°，光学系统的点斑RMS半径小于30 μm，各视场光学调制传递函数在30 lp/mm时大于0.1，系统畸变小于10%。实际分析结果表明，该系统具有良好的成像质量，系统像差特性满足目镜系统的成像要求，可以满足虚拟现实各领域的实际需求。
头戴式显示器 虚拟现实 自由曲面 折/衍混合系统 光学设计 Head-mounted Displays(HMDs) Virtual reality Free-form-Surface(FFS) hybrid refractive/diffractive system optical design
1 北京师范大学生命科学学院,北京,100875
2 甘肃亚盛集团博士后科研工作站北京分站,北京,100101
通过RT-PCR从美洲商陆叶片中获得PAP N端氨基酸修饰的cDNA克隆PAP-sp1.构建携带PAP-sp1的植物转化载体pBPAP,利用农杆菌介导将PAP-sp1导入烟草品种K326叶片细胞,通过抗性筛选、组织化学和PCR鉴定获得了转基因烟草植株,按形成转基因不定芽的外植体数统计,烟草K326的转化率高达8.1 %.攻毒实验表明,与对照植株相比,转基因烟草株系发病推迟,感病程度较低,开花结果提早.
美洲商陆 美洲商陆抗病毒蛋白 烟草 转基因植株 病毒抗性
