为了满足光电系统中降低载荷和高精度的需求，红外用大尺寸硅窗口经减薄设计后，面形精度要求相比一般红外窗口零件提高 1倍，是普通薄形光学窗口零件（径厚比为 10:1）的 2倍以上，若仍使用常规工艺进行加工，零件精度无法满足技术指标要求。本文结合古典抛光的加工优势，针对硅单晶材料特性，优化胶合剂配比，采用胶点分布的方式粘结加工，通过改变设备主轴转速、零件加工温度等相关技术参数，以及对常规退火与精密退火的硅窗口加工对比研究，解决了红外用薄形硅窗口的加工难题。
薄形硅窗口 古典抛光 胶合剂 精退火 thin silicon windows, classical polishing, adhesiv
1 长春理工大学机电工程学院，吉林长春 130012
2 昆明物理研究所，云南昆明 650221
3 云南北方光学科技有限公司，云南昆明 650200
随着科技的进步，尖端产品和先进光电系统对光学系统的成像质量要求越来越高，光学非球面元件能有效地校正像差、减少系统所需光学元件数量、减轻系统重量，因此被广泛应用。其特殊的面形特征决定了它的加工和检测相对于球面更加困难，而检测精度直接决定了加工精度，非球面检测技术的重要性显而易见。根据测量原理对光学非球面的检测技术进行了概述；根据目前直接面形轮廓法在光学非球面的加工中应用最广的情况，结合最新检测手段，重点介绍了非球面直接面形轮廓法测量技术；并介绍了近年来日益受到人们关注的自由曲面及面形轮廓法在自由曲面检测的应用；最后总结了光学非球面检测技术的现状和发展趋势。
非球面 检测精度 直接面形轮廓法 自由曲面 aspherical surface, testing accuracy, direct surfa
1 云南北方光学科技有限公司，云南 昆明 650217
2 昆明理工大学机电工程学院，云南 昆明 650500
As40Se60硫系玻璃基底沉积红外光学薄膜存在牢固性不足的缺点，以膜层牢固性为研究对象来解决膜层附着力问题。首先选择了合适的膜层材料，完成了膜系的设计及优化；然后以沉积温度为影响因素进行单因素实验，研究了ZnS连接层的镀制工艺和残余应力，采用无离子源辅助的办法降低了连接层的残余应力，提高了膜层附着力；最终解决了较高温度下的薄膜脱膜问题，研制了一种透过波段为8~12 μm的红外增透膜，并确定了镀制工艺运用于实际生产。所制备的薄膜平均透过率为98%、平均反射率为0.6%，附着力、高低温、湿热实验满足GJB2845—1995标准中的要求。
薄膜 增透膜 硫系玻璃 连接层 红外光学 残余应力 激光与光电子学进展
2023, 60(5): 0531003
1 昆明理工大学机电工程学院，云南 昆明 650500
2 云南北方光学科技有限公司，云南 昆明 650217
红外光学元件是红外光学系统的核心部分之一，硫系玻璃具有透过波段宽、消色差和消热差性能好、原材料来源广泛的特点，是一类优异的红外光学材料，在红外领域具有广阔的应用前景。但相比其他红外光学材料，硫系玻璃具有热膨胀系数大、软化点温度低的特点，其待镀膜表面的加工和薄膜沉积难度较大。本文介绍了硫系玻璃待镀膜表面的加工方法，综述了在硫系玻璃元件表面镀增透膜和保护膜的方法及研究进展，归纳总结了硫系玻璃待镀膜表面加工和镀膜现状及存在的问题，并展望了其光学表面制备和镀膜的发展趋势。
材料 硫系玻璃 光学加工 增透膜 保护膜 红外光学 激光与光电子学进展
2022, 59(21): 2100003
红外与激光工程
2021, 50(6): 20200403
1 昆明理工大学 机电工程学院, 昆明 650500
2 昆明物理研究所, 昆明 650233
3 昆明理工大学 环境科学与工程学院, 昆明 650500
采用Cube压头对单晶锗进行变载与恒载纳米划刻实验, 利用扫描电子显微镜和原子力显微镜对已加工表面进行观测, 根据表面形貌将划刻过程分为延性域、脆塑转变域及脆性域三种, 对各个阶段的表面成型及材料去除方式进行了研究。使用最小二乘法对不同阶段划刻力进行非线性拟合, 并利用相关系数检验拟合函数可靠性, 结果表明划刻力与划刻深度存在强相关性。同时分析了单晶锗的弹性回复率随划刻距离的变化趋势, 结果表明工件的弹性回复率将从纯弹性阶段的1逐步回落至0.76左右。基于脆塑转变临界载荷, 以裂纹萌生位置作为脆塑转变标志, 首次结合工件已加工表面弹性回复, 提出一种适用于计算单晶锗的脆塑转变临界深度模型, 其脆塑转变临界深度为489 nm。
单晶锗 纳米划刻实验 表面形貌 材料去除 弹性回复 脆塑转变 monocrystalline germanium nano-scratch experiment surface morphology material removal elastic recovery ductile-brittle translation
1 云南北方驰宏光电有限公司, 云南 昆明 650217
2 昆明物理研究所, 云南 昆明 650223
金属反射镜是空间和军用红外光学系统中关键元件之一,分析了适用于空间光学系统反射镜的主要材料,指出了铝合金作为反射镜材料的优点与缺陷,介绍了用 SPDT加工铝合金反射镜的方法,以及反射镜的镀膜和检测技术,并完成了口径为 235 mm的铝合金非球面反射镜的加工,用 Zygo干涉仪进行面形检测,其面形精度达到 RMS 0.13.(.＝632.8 .m),镀膜后用红外傅里叶光谱仪检测,在红外中波波段(3.7～4.8 .m)反射率大于 99%.
红外热成像 金属反射镜 非球面 单点金刚石切削 反射膜 thermal imaging metal reflector aspherical surface SPDT reflect coating
1 昆明物理研究所， 云南 昆明 650223
2 云南北方驰宏光电有限公司， 云南 昆明 650217
目前，国外先进吊舱都采用了电视、激光和红外等三个通道共用前端光学系统的方案，即所谓“三光共轴”光电吊舱，其中电视、激光和红外三波段减反膜技术是此类光电吊舱的关键技术之一。首先对国外典型的“三光共轴”光电吊舱及相关专利进行了分析，在此基础上给出了满足“三光共轴”光电吊舱要求的光学材料，以及电视、激光和红外三波段减反膜的技术要求。其次，介绍了国内外多波段减反膜技术的研究状况。最后，介绍了昆明物理研究所近年来在电视、激光和红外三波段减反膜技术方面的进展。
三波段减反膜 三光共轴 光电吊舱 multi-band antireflection coating coaxial multi-channel system O-E pod
在当前复杂的战场情况下，军用光电系统需要在各种环境条件下工作，这就要求这些系统的外部光学元件（窗口和整流罩）具有能够在各种苛刻的环境条件下正常工作的能力。根据系统的应用，常用的窗口和整流罩材料有蓝宝石、ZnS、ZnSe、Ge、Si等。另外，还可选择如尖晶石、AlON和MgF2等其它材料。对上述材料的制备技术和应用情况进行了收集和整理，给出了其性能参数，并对其发展趋势进行了预测。
红外窗口 红外整流罩 红外光学材料 材料特性 infrared window infrared dome infrared optical material material characteristic
1 昆明物理研究所, 云南 昆明 650223
2 长春理工大学 理学院, 吉林 长春130022
窄带滤光片设计中的一些参数, 会对其性能产生影响。为了揭示它们之间的变化关系, 在光学薄膜设计软件Essential Macleod中进行了模拟实验。主要针对窄带膜系中的高低折射率之差, 干涉级次, 反射层层数和腔数对其通带半宽度、矩形度和陡度的影响进行了分析, 并得到了它们的影响规律。对于进行窄带滤光片的设计有一定的指导作用。
光学薄膜 窄带滤光片 通带半宽度 矩形度 陡度 optical thin film narrow band-pass filter half bandwidth rectangularity steepness
