1 中国科学院上海技术物理研究所，上海 200083
2 国家卫星海洋应用中心， 北京 100081
以海洋一号C/D卫星中国水色水温扫描仪［COCTS （HY-1C/D）］的光学薄膜研制为例，介绍了海洋水色定量化遥感中应用的光学薄膜技术。在单片基片的不同通道区域依次镀制多块滤光膜以抑制杂散光的产生，充分研究了光束空间角频率分布带来的光谱及偏振影响，实现了5%带宽的定位精度，将通道滤光膜对偏振灵敏度的影响降到0.3%以下，采用双离子束溅射工艺来保证膜层的可靠性和光谱性能。此外，通过光学薄膜元件的偏振调控设计以及元件间的偏振补偿，实现了系统偏振灵敏度达到国际先进水平，0°扫描角时的平均偏振灵敏度小于1%。光学薄膜技术的应用有效提升了海洋水色的定量化遥感质量，结合大气校正，COCTS （HY-1C/D）获得的水色产品数据量化精度与美国的中分辨率成像光谱仪（MODIS）和可见光红外成像辐射仪（VIIRS）相当。
海洋光学 中国水色水温扫描仪 定量化遥感 光学薄膜 多波段集成滤光片 偏振灵敏度 光学学报
2023, 43(24): 2401001
红外与激光工程
2021, 50(1): 20211011
1 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
2 上海恒光警用器材有限公司, 上海 200432
为满足高光谱遥感应用对分光元件宽工作光谱范围的要求,根据Fabry-Perot(F-P)可调谐滤波器出现透射率极大值的相位条件,通过划分滤波器的工作光谱范围,选定干涉级数,确定F-P腔的腔长变化区间,来抑制F-P可调谐滤波器的多级透射峰。该方法可以有效拓展F-P可调谐滤波器的自由光谱范围,使其光谱扫描特性满足高光谱遥感应用要求。
光学器件 高光谱遥感 分光元件 工作光谱范围 Fabry-Perot可调谐滤波器 多级透射峰
1 中国科学院上海技术物理研究所,上海 200083
2 中国科学院大学,北京 100049
3 上海科技大学,上海 200031
在先进遥感仪器的性能表征中,偏振灵敏度是很重要的性能指标之一,它在量化高精度遥感信息反演中非常重要。光学薄膜是仪器偏振灵敏度控制中非常重要的一种手段。基于薄膜光学的传输矩阵理论,根据偏振灵敏度控制要求开展了几类光学薄膜的设计、分析和研制工作,主要包括金属反射膜、介质-金属-介质分色膜、介质分色膜、增透膜和带通滤光膜等。给出了一些已研制光学薄膜的偏振灵敏度控制的实测结果和以此研制的遥感仪器的系统偏振灵敏度的控制情况。
偏振灵敏度 光学薄膜 琼斯矩阵 遥感 polarization sensitivity optical film Jones matrix remote sensing
1 中国科学院 上海技术物理研究所，上海 200083
2 上海科技大学 物质学院，上海 200031
3 中国科学院大学，北京 100039
空间遥感应用中的光学有效载荷对系统偏振控制提出了越来越高的要求，作为常用的宽光谱反射镜，金属银(Ag)膜反射镜的偏振特性随着环境温度的改变而变化。本文设计并制备了低偏振灵敏度的Ag膜反射镜，研究了反射镜在45°和60°入射角下，从室温25 ℃升温到150 ℃时的偏振特性变化和反射光谱变化情况。随着温度的升高，Ag膜的折射率在350~1 200 nm波长范围内有所增加; Ag膜反射镜的反射光中s和p光的相位差Δ在350~600 nm波长范围内减小，在600~650 nm波长范围内基本稳定，在650~1 200 nm波长范围内增大。温度上升到125 ℃时，Ag膜和反射镜表面形貌发生改变，增加了表面散射和吸收，导致350~900 nm波段反射率降低，在波长350 nm附近的降低约25%。
Ag膜 反射镜 温度变化 偏振特性 反射率 Ag thin film mirrors temperature variation polarization characteristics reflectance
中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
二氧化硅(SiO2)是一种重要的光学薄膜材料，通常采用电子束蒸发辅以离子束轰击的方式沉积，但在某些情况下，不能借用氧离子束的轰击。着重研究了不同沉积温度下无离子源辅助制备的二氧化硅薄膜的光学特性。通过直接在线的光学监控方式，获得薄膜生长过程的透射率曲线，并得到薄膜在真空中的折射率。采用真空在线光谱扫描和大气中离线的光谱扫描，结合光度法拟合得到薄膜折射率。结果表明由于基片温度的变化，二氧化硅薄膜的折射率会随着薄膜的厚度而改变，随着沉积温度的升高而变大，折射率值在1.34~1.41之间。
薄膜 二氧化硅 光学监控 光学特性 沉积温度 光学学报
2014, 34(s2): s231001
中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
光学薄膜的光学特性是薄膜设计与制备的基础。硅材料是红外光学薄膜中一种重要的高折射率材料。研究了在不同沉积温度下非晶硅光学薄膜的折射率和消光系数的变化。结果表明，在200 ℃时，硅薄膜折射率最大，消光系数随温度升高而减小。
薄膜 非晶硅 光学特性 沉积温度
中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
采用琼斯矩阵进行系统偏振分析，提出了一种基于全内反射的偏振相位差快速测量方法。采用光学薄膜特征矩阵理论对薄膜进行光学特性分析，导出了通过测量全内反射偏振相位差以获取体材料折射率以及膜层厚度的关系式。实验采用该方法获得了K9玻璃的色散曲线，分析了其膜层厚度的监控灵敏度，并与透射率监控方式进行比较。研究结果表明：采用该方法获得的K9玻璃色散曲线与标准曲线非常吻合；该方法相较于透射率监控具有更高的厚度监控灵敏度和折射率测量精度。
薄膜 光学监控 偏振相位差 全内反射 快速测量 光学学报
2013, 33(s2): s231001
中国科学院上海技术物理研究所， 上海 200083
利用组合套镀法布里珀罗结构光学薄膜滤光片间隔层的方法，选取锗和一氧化硅分别作为高低折射率膜层材料，在短波红外区域2.0～2.4 μm光谱范围内，设计并制备了8通道集成窄带滤光片，单个光谱通道的有效通光区域的宽度为450 μm，其间有30 μm的挡光过渡带。各通道的峰值光谱透射率大于65%，滤光片的半峰全宽为8～13 nm，相对带宽在0.33%～0.65%之间。
薄膜 光学薄膜 集成滤光片 间隔层 组合套镀 中国激光
2012, 39(11): 1107001
