强激光与粒子束
2023, 35(8): 081001
长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
分析了两种光学波导结构对光波导视场及其尺寸的影响，并对光波导结构和薄膜进行了优化。通过TFCalc软件对波导中的p偏振光分光膜进行设计，选择H4和MgF2分别作为高、低折射率材料，并结合Needle法和Variable Metric法对膜系进行了优化。在450~600 nm波段，制备的p偏振光分光膜在25°入射角下的平均反射率为30.1%，50°~ 80°入射角下的平均反射率小于5%。该分光膜满足牢固度测试要求。
薄膜 光波导 膜系设计 大视场 小型化
1 长春理工大学 光电工程学院, 长春 130022
2 华南师范大学 光电子材料与技术研究所, 广州 510631
3 京东方科技集团股份有限公司, 北京 100176
依据光学薄膜理论, 建立膜系优化评价函数, 利用软件优化膜系, 实现0°-75°入射宽光谱P光分光膜的设计.选择H4和MgF2作为高低折射率材料, 采用电子束及离子辅助沉积技术, 来制备该分光膜.通过对膜层厚度误差分析, 用晶控片单独控制相对敏感度较高的膜层, 解决了薄膜制备过程中不能精确控制膜厚误差的问题.运用逆向分析法对实验测试结果进行模拟分析, 通过改变膜厚修正因子, 使P光透射光谱曲线更加平滑.光谱测试表明P光垂直入射平均透过率为60.3%, 满足系统使用要求.
薄膜 分光膜 逆向分析法 评价函数 相对敏感度 修正因子 电子束沉积 离子辅助沉积 Thin films Beam splitter Reverse analysis Evaluation function Relative sensitivity Correction factor Electron beam deposition Ion assisted deposition
1 长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 华南师范大学光电子材料与技术研究所, 广东 广州 510631
激光通信作为一种通信手段，以其抗干扰能力强、保密性好、功率集中等优点，在**和民用等领域得到广泛应用。为满足激光通信系统使用要求，提高信噪比，对系统中的滤光膜进行研制。选用Ti3O5和SiO2作为镀膜材料，依据倍频设计和双波长增透原理完成了三带通、宽反射带滤光膜的设计。通过膜厚缩放比例和逆向工程方法分析膜厚累积误差，重点解决了膜厚监控误差大的问题。制备的滤光膜在532 nm 和1064 nm 处透射率大于90%，808 nm处透射率大于85%，(1550±20) nm 处透射率小于0.4%，满足该系统环境测试要求。
薄膜 滤光膜 倍频设计 双波长增透 逆向工程
为了改善光学镜头表面的耐污染性, 选取新型抗油污含氟有机材料、氧化铟锡导电薄膜材料、TiAl合金以及SiO2做为中、高、低折射率镀膜材料.借助TFCalc软件进行膜系设计, 采用离子源辅助沉积的方法, 通过电子束真空镀膜设备进行制备.对比实验发现, 不同的真空度环境以及不同的膜层厚度, 对于薄膜的防油污性能的影响有所差异.通过对防油污性能的测试, 不断优化沉积工艺参量, 获得了在350~700 nm波段平均理论反射率小于1%的宽带减反射膜.该薄膜具有憎水憎油抗污染能力, 牢固度好, 抗辐射能力强, 可应用于**、医疗、民用等各个领域.
光学薄膜 防油污 宽带减反膜 离子源辅助沉积 抗辐射 Thin films Anti-oil Broadband Ion beam assisted deposition Radiation hardened
长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
紫外日盲通信凭借其优良的光学特性被越来越多地应用在光学系统中。紫外日盲通信系统与常规通信系统相比，具有结构简单、虚警率低、灵敏度高、隐蔽性强等独特优势。为了满足紫外通信系统的技术要求，提高信号采集效率，需要一种日盲光谱滤光膜来保证其稳定工作。根据薄膜理论，选择合适的紫外薄膜材料，在设计方面通过对独立敏感度和误差分布的分析与修正，降低了膜层的敏感度，同时在薄膜制备过程中通过逆向测试分析法，解决了由于设备与控制误差导致的膜厚问题。制备的紫外滤光膜在240~280 nm透射率为86%，290~360 nm波段截止度小于0.2%，并通过了国军标的相关环境测试。
薄膜 紫外日盲通信 敏感度分析 逆向测试分析
黄光激光器作为一种接近人眼敏感区域的激光器在诸多领域都发挥着重要的作用，而谐振腔又是激光器中重要组成部分.本文以Nd∶YVO4 (c-cut)晶体为基底，利用真空镀膜设备研制出四波段腔面膜.通过分析膜系设计过程中膜层电场强度和优化膜系，使膜层中驻波场强得到合理分布，从而在理论上减小膜层损伤的可能性；通过TFCalc软件对测试结果进行工艺反馈分析，经过多次模拟实验，发现在不同控制波长下，采用相同监控方法监测不同的膜厚比例系数，通过调整工具因子解决了光谱曲线漂移的问题，制备出膜层牢固、化学性能稳定、满足四个波段光谱输出的黄光激光器腔面膜.
薄膜光学 腔面膜 膜系设计 黄光激光器 掺钕钒酸钇晶体 Thin films Cavity surface film Interference cut-off filter film Yellow laser Nd∶YVO4
为满足鱼雷光纤制导系统的通信需要，实现鱼雷发射过程中与舰艇的信息交互，研制了一种低损耗通信滤光片.采用双离子束溅射技术作为镀膜方法，通过对几种靶材进行对比研究，依据低损耗滤光片的使用要求，选定新型合金靶材和SiO2靶材作为高低折射率溅射材料.以膜系设计理论为基础，通过膜堆的叠加来展宽短波截止带，依据等效折射率的概念优化匹配层厚度，使得滤光片的通带插入损耗降低了0.12 dB.在薄膜制备中，采用光电极值法和平均时间法相结合的方式监控膜层厚度，依据实验数据进行反馈分析，对非规则膜层厚度按比例整体修正，提高了膜厚控制准确度.制备的滤光片经膜层性能测试，满足鱼雷光纤制导系统的使用要求.
薄膜 滤光片 溅射 光谱分析 光学特性 薄膜厚度 光通信 Thin films Filters Sputtering Spectrum analysis Optical properties Film thickness Optical communication
1 长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 中国兵器工业标准化研究所, 北京 100089
根据紫外告警模拟系统的使用要求，基于法布里帕罗(F-P)窄带滤光片结构，通过对膜系理论的分析、材料蒸发工艺的研究、离子源参数的调整和优化，利用不同膜系设计的组合，设计并制备出能够有效采集紫外信号的紫外滤光膜。该滤光膜在紫外峰值透射率达到17.96%，通带半峰全宽约为20 nm，能够更准确地采集到所需紫外波段的模拟信号，同时对紫外以及可见波段进行了有效地抑制，可以较好地控制背景噪声的产生，其截止度小于-30 dB。该滤光膜在紫外告警模拟系统中对自然光进行滤光，对紫外信号进行了有效地采集，使系统的整体精度得到了提升。
薄膜 信号采集 窄带滤光膜 紫外诱导滤光膜 光学学报
2013, 33(11): 1131001
长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
紫外波段薄膜的研究在**和民用领域都具有重要意义。国内外对该波段薄膜的研制多采用高、低折射率材料交替镀制的介质膜层结构，其缺点为对可见光截止度不好，易产生背景噪声。针对此问题从膜系设计理论出发，在对紫外薄膜材料特性、膜系优化设计技术、沉积技术、测试技术等方面进行研究的基础上采用紫外诱导透射滤光片的结构，并通过反复的理论计算与模拟实验，优化了材料的工艺参数，最终制备出在265 nm处透过、 300～1000 nm波段截止的紫外滤光片。
薄膜 紫外诱导滤光片 紫外日盲
