1 1.长春理工大学 中山研究院,广东 中山 528437
2 中国科学院西安光学精密机械研究所,陕西 西安 710119
偏振和位相调控分光膜是自由空间量子通信系统中不可缺少的光学元件,其性能直接影响通信质量,决定通信误码率。基于等效层设计理论,采用“介质+金属+介质”的特殊膜系结构,选用Ag金属和SiO2、Al2O3、Ta2O5三种介质膜料作为镀膜材料,实现石英衬底45°入射时,1500~1600 nm波段消偏振平均透射/反射比为8.5:91.5,在1530、1540、1550、1560 nm控制位相的分光膜。采用电子束蒸发离子辅助沉积技术,优化沉积工艺,制备了分光膜样品。检测结果表明:在45°入射条件下,1500~1600 nm波段光谱平均透射/反射比为8.53:91.47,在1530、1540、1550、1560 nm处透射光位相差控制在5.02°以内,反射光位相差控制在8.05°以内,满足通信系统分光比及位相控制的要求。此外,该分光膜通过了相应的环境试验测试,满足可靠性要求。
光学薄膜 分光膜 消偏振 位相 等效层 optical thin film beam splitter elimination polarization phase equivalent layer 红外与激光工程
2022, 51(5): 20210512
西安工业大学 陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室, 西安 710072
以双抛Si片为基底, 采用离子束辅助热蒸发沉积技术研制了1.2~3 μm波段激光薄膜滤光片.采用长波通滤光片与减反射膜相结合的薄膜样品设计方法, 高、低折射率材料分别选用ZnS和MgF2, 综合考虑光谱特性和电场强度分布, 使用TFCale膜系软件设计出1.064 μm高反、1.2~3 μm波段增透的长波通滤光片.长波通膜系膜系结构为G|4H2L1.5H2L2H1.5L2H4L|A, 减反射膜膜系结构为G|3.5H3.5L|A.最终实现1.2~3 μm波段峰值透过率达98.48%, 平均透过率为92.35%, 1.064 μm处透过率为5.09%的光谱特性.对薄膜样品分别采用离子束处理和退火处理, 发现适当的工艺参数, 有助于提高薄膜激光损伤阈值, 当退火温度为250℃时, 其激光损伤阈值可达6.3 J/cm2.本文研究可为近红外薄膜滤光片设计和制备提供参考.
近红外薄膜 离子束辅助热蒸发沉积 激光损伤阈值 电场强度 后续处理 Near infrared film Ion beamassisted thermal evaporation deposition Laser induced damage threshold Electric field intensity Posttreatment
西安工业大学 陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室, 陕西 西安 710021
采用电子束热蒸发技术制备了ZnSe薄膜, 研究了532 nm波长的不同能量(2.0 mJ、2.5 mJ、3.0 mJ)、不同脉冲数(3、10、15)激光诱导前后, ZnSe薄膜的透射率、折射率、消光系数、损伤阈值(LIDT)的变迁。研究结果显示, 在能量为2.0 mJ激光辐照后, ZnSe薄膜折射率提高, 透射率下降。相比较能量为2.5 mJ、3.0 mJ激光辐照, 在能量为2.0 mJ激光辐照后折射率提高最明显, 由2.489 4提高到2.501 6。薄膜损伤阈值从0.99 J/cm2提高到1.39 J/cm2(10脉冲辐照); 薄膜的损伤经过了无损伤到严重损伤突变的损伤演变过程。采用原子力显微镜对预处理后薄膜表面粗糙度进行检测, 发现激光预处理后的薄膜表面粗糙度Ra有所下降, 从0.563 nm降低到0.490 nm(15脉冲激光辐照)。
硒化锌 预处理 透射率 折射率 消光系数 损伤阈值 zinc selenide pretreatment transmission refractive index extinction coefficient damage threshold
西安工业大学 陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室, 西安 710021
采用热蒸发沉积技术制备了钛酸镧(H4)薄膜, 研究了1 064 nm和532 nm波长激光诱导辐照处理后的薄膜折射率、消光系数、激光损伤阈值和损伤过程变迁.结果表明:采用不同波长的激光辐照H4薄膜后, 会使其折射率升高, 但升高的幅度不大.用1 064 nm的激光辐照处理, 可将H4膜的激光损伤阈值从10.2 J/cm2提高到 15.7 J/cm2(5脉冲辐照), 而532 nm激光辐照对样品损伤阈值的提高效果不明显.同一样片, 1 064 nm激光的损伤阈值远远高于532 nm的激光损伤阈值.1064 nm激光辐照下, H4薄膜经历了轻微损伤、轻度损伤、重度损伤和极度损伤四个缓慢演变的阶段.而532 nm激光辐照下, H4薄膜从未损伤到损伤是一个突变的过程, 经历了重度损伤和极度损伤的演变阶段.
薄膜 光学特性 激光辐照 钛酸镧 透射率 折射率 损伤 Film Optical properties Laser irradiation Lanthanum titanate Transmittance Refractive index Damage