1 上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海 200093
2 上海光学仪器研究所，上海 200093
研制了一种新型光谱感光仪，其特点是宽光谱 (340 nm~900 nm)，大曝光面 (202 mm×90.5 mm)，且面上具有多阶梯光强；制备具有 18级光密度值的高精密阶梯光楔板，每个台阶的光密度值误差不大于 0.01；根据光源的光谱特性镀制滤光膜，消除光栅二级光谱。自动控制采集系统采用 LabVIEW与 PLC一体机开发，水平方向采用光栅位移传感器构成闭环控制，波长定位偏差小于 0.05 nm；竖直方向采用线性补偿方法，高度位置偏差小于 0.05 mm。仪器能够自动测量光楔板上不同波长不同光强区域的单位面积光功率，用快门控制曝光时间，在宽光谱范围内对感光材料进行一次曝光。在显影定影后，用光密度计测量其光密度值，根据国标 (GB10557-89)绘制出感光材料某一确定光密度值的光谱灵敏度曲线。
光谱灵敏度 光密度 光谱 光强 阶梯光楔板 spectral sensitivity optical density spectrum light intensity step wedge
1 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
2 上海理工大学 上海市现代光学系统重点实验室, 上海 200093
3 上海理工大学 教育部光学仪器与系统工程研究中心, 上海 200093
光学平面的干涉检测发展至今,检测精度已经大大提高,而高精度的平面检测很大程度上受限于参考平面的精度,针对参考平面面形对检测结果的影响,利用绝对平面检测方法,通过多次测量以达到消除参考平面偏差的目的。从测量方式和计算方法两个方面分析了不同绝对平面检测方法的原理,介绍了最新发表的相关成果以及研究动态,并对比了检测结果。这些检测方法已经精确到像素级,并通过多种计算方法使得峰谷(PV)值的计算精度大部分达到了λ/100。
光学干涉测量 绝对平面检测 面形精度 optical interferometry absolute flatness testing surface accuracy
1 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093
2 上海市现代光学系统重点实验室 教育部光学仪器与系统工程中心，上海 200093
3 上海光学仪器研究所，上海 200093
基于标量理论研究了不同槽形角，不同刻线密度的透射式闪耀光栅对使用波段的影响，推导了闪耀透射光栅的衍射光能量分布规律。分析证明了透射闪耀光栅在衍射能量最强方向上衍射光的衍射角与入射光的入射角之间的关系满足Snell定律。给出了入射角、衍射角与槽形角之间的关系式，研究了不同刻线密度和槽形角条件下衍射光能量分布的规律。对闪耀透射光栅进行了测量和比较，结果表明：已有闪耀透射光栅测量的结果与理论计算数据相吻合。制备了聚二甲基硅氧烷（PDMS）可调谐闪耀透射光栅，应用研究的理论公式测量了该闪耀透射光栅在拉伸与自由状态下的闪耀波长和光栅刻线密度，结果显示其波长测量误差在5 nm以内。拟合了光栅的等效槽形，验证了实时监测PDMS光栅槽形和刻线密度随拉力大小变化的规律。
透射光栅 闪耀光栅 衍射效率 闪耀角 闪耀波长 transmission grating blazed grating diffraction efficiency blazed angle blazed wavelength 光学 精密工程
2017, 25(12): 3012
1 教育部光学仪器与系统工程研究中心, 上海 200093
2 上海市现代光学系统重点实验室, 上海 200093
中阶梯光栅是一种特殊的衍射光栅, 它以高的衍射级次和大的衍射角来工作, 具有高分辨率、 全波闪耀等特性。 已广泛应用于高端光谱仪器之中, 极大地促进了航天航空、 天文、 医疗、 **、 环境等尖端科技的发展。 但是专业的刻划系统需要定制, 价格昂贵。 使用已成熟的超精密加工设备来加工中阶梯光栅, 可以大大降低中阶梯光栅母版的制备成本。 超精密单点金刚石车床制备中阶梯光栅时, 系统直线度不好, 存在较大的累积误差, 导致中阶梯光栅衍射波前较差, 达不到制备要求。 为了减小超精密单点金刚石车床固有的直线度误差, 对超精密单点金刚石车床进行了误差补偿。 首先, 以累积误差曲线为依据进行第一次补偿。 实验结果表明, 当补偿系数为0.75～0.85时, 此时衍射波前的PV（峰谷值）值在约400 nm, 一次直线度补偿效果到达极限。 然后, 以闪耀级的衍射波前曲线为依据进行第二次直线度补偿, 二次补偿后的衍射波前PV值为约83 nm。 补偿后的结果表明衍射波前得到大幅改善, 有利于提高所制备光栅的质量, 在光栅实际刻划中具有指导作用。
中阶梯光栅 超精密单点金刚石车床 直线度 衍射波前 Echelle grating Ultra precision single point diamond lathe Straightness Diffraction wave front
1 教育部光学仪器与系统工程研究中心，上海 200093
2 上海现代光学系统重点实验室，上海 200093
3 上海现代光学系统重点实验室，上海 20009
为了测定感光材料的光谱灵敏度，通过Code V、SolidWorks 软件优化设计了一套感光材料光谱灵敏度测定曝光系统。分析比较了在不同入射角、不同光栅线数情况下系统光路结构的差异，确定入射角25°、光栅线数为350 L/mm 是系统的最优设计。实验结果表明，设计的曝光系统能够产生一个宽201.5 mm，高80 mm，覆盖360nm~900 nm 光波长的矩形光谱，经过一个18 等级台阶的灰度片使得光谱功率能在0.52 mW~10.65 mW 之间进行调节，光谱分辨率能够达到0.021 nm，满足曝光系统的设计要求。
光谱测量 光谱灵敏度 光栅 光谱功率 分辨率 spectral measurement spectral sensitivity grating spectral power resolution
1 上海理工大学 上海市现代光学系统重点实验室,上海200093
2 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海200093
提出了一种离子束刻蚀制备线性渐变滤光片(LVOF)的方法。离子束刻蚀过程中,通过在样片和离子束出射窗口之间加入开有三角形透射窗口的挡板以及样片水平方向多次来回运动完成楔形谐振腔层制备,配合离子束辅助反应电子束真空镀膜技术,完成线性渐变滤光片的制作。设计三组不同刻蚀次数的制作实验,制作出了工作波长为500~580 nm、线色散系数为1.03 nm·mm-1的线性渐变滤光片。实验结果表明,通过调节样品台运动速率或者刻蚀次数,能够制备出具有预期楔角谐振腔层的线性渐变滤光片。
线性渐变滤光片(LVOF) 间隔层 离子束刻蚀 linear variable optical filter(LVOF) resonant cavity ion beam etching
上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海市现代光学系统重点实验室， 教育部光学仪器与系统工程中心， 上海 200093
针对通信波段设计并制作了楔形波导层的导模共振滤波片（GMRF），分析并研究了其光谱特性。采用三角掩模板的方法进行离子束刻蚀，刻蚀一定次数后获得楔形波导层。光栅线条方向分为平行于和垂直于楔形波导层变化的方向。实验结果表明，对于两种结构，共振峰的位置与滤波片上的位置呈近似线性关系。光栅刻槽平行于楔形层变化的方向时共振峰的半峰全宽较光栅刻槽垂直于楔形层变化的方向时大。最终在20 mm的样品上，获得了线性渐变的Ta2O5楔形薄膜，其反射谱在1560~1600 nm范围内近似于线性变化。
光谱学 导模共振滤光片 楔形波导层 离子束刻蚀 中国激光
2016, 43(10): 1011001
Author Affiliations
Abstract
Engineering Research Center of Optical Instruments and Systems, Ministry of Education and Shanghai Key Laboratory of Modern Optical Systems, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China
In this Letter, we propose a method of fabricating linear variable filters by ion beam etching with masking mechanisms. A triangle-shaped mask is designed and set between the ion source and sample. During the ion etching, the sample is moved back and forth repeatedly with a constant velocity for the purpose of obtaining the linearly varied thickness of the cavity. Combined with ion beam assistant thermal oxidative electron beam evaporation deposition technology, we finish the fabrication of linear variable filters, whose filtering range is from 500 to 580 nm. The measured results indicate that the transmittance and bandwidth at the peak wavelength are around 40% and 3 nm.
230.7408 Wavelength filtering devices 220.4610 Optical fabrication 310.4165 Multilayer design Chinese Optics Letters
2015, 13(12): 122301
上海理工大学 教育部光学仪器与系统工程研究中心，上海现代光学系统重点实验室，上海 200093
本文从凹面光栅的理论分辨力和像差、狭缝的宽度和高度、光栅基片的尺寸大小等角度出发，推导了系统分辨力的计算公式，得出系统优化设计的新方法。得出以下结论：系统不能通过无限增加光栅刻线数来提高分辨力；狭缝宽度的选择要综合考虑入射光的能量和分辨力的大小；狭缝宽度对系统分辨力的影响远远大于狭缝高度和凹面光栅的理论分辨力的影响；提出了基片尺寸大小的计算公式和优化设计的方法。本文的理论计算值与实验结果相一致。
凹面光栅 光谱仪 分辨力 像差 concave grating spectrometer resolution aberration
上海理工大学 光电学院 上海市现代光学系统重点实验室, 上海 200093
采用双驱动马赫曾德调制技术生成24GHz波段的超宽带毫米波信号, 建立了基于双驱动马赫曾德调制器的超宽带毫米波信号理论模型, 并利用理论模型进行实际运算模拟产生了带宽达5.8 GHz的超宽带毫米波信号.研究了毫米波信号的信号质量和带宽.结果表明: 通过适当调节毫米波信号发生器的控制信号强度, 可以有效抑制产生的毫米波信号中残余振荡和低频成分；控制输入信号的脉冲宽度可实现对生成毫米波信号带宽的灵活调节.该超宽带毫米波信号发生器可用于汽车短程雷达、入侵检测传感器和移动无线电通信等领域.
信号与信息处理 微波通信 调制技术 微波信号 毫米波 Signal processing Microwave communication Modulation technique Microwave signal Millimeter waves
