相位光栅位置测量系统是实现超精密制造的核心，自参考干涉信号对比度是影响相位光栅位置测量精度的重要因素之一，而光束偏振特性直接决定了自参考干涉信号的对比度。采用琼斯矩阵和矢量形式反射定律，对自参考干涉仪棱镜中的传输光束进行了偏振追迹，构建了相位光栅位置测量系统的琼斯矩阵模型，并用物理光场数值分析软件VirtualLab验证了该模型的准确性。基于该模型分析了偏振分光面消光比、入射光偏振态及棱镜光程差对自参考干涉信号对比度的影响，结果表明，在波长为λ的照明光束下，为保证干涉信号对比度优于0.98，偏振分束镜的消光比需大于122，入射光椭偏角ψ和椭圆度tan ε分别在（0.693 rad，0.878 rad）和（-0.093，0.093）范围内，棱镜光程差需控制在（-0.03λ，0.03λ）范围内。综合考虑后，要求入射光椭圆度的取值范围为0.531δ±0.087（δ为自参考干涉仪棱镜的相位差）。该分析结果可为相位光栅位置测量系统中光束偏振特性的调控补偿提供理论依据，对提高自参考干涉信号对比度及相位光栅位置测量系统的精度具有重要意义。

匀光系统的均匀性是实现深紫外CMOS图像传感器参数测试的关键。根据傅里叶光学理论, 结合ArF准分子激光输出光斑特点, 设计了复眼阵列匀光系统的初始结构, 并在ZEMAX非序列模式下建立了匀光系统模型。针对ZEMAX光源中光线采样随机性的特点及匀光系统均匀性的要求, 对追迹光线数目及复眼阵列中透镜元个数进行了优化。在透镜元大小为1mm、采用1亿根光线并做30次平均后, 在12mm×12mm光斑范围内获得了均匀性为0.986的均匀照明光斑, 满足CMOS图像传感器测试对光斑均匀性优于0.97的要求。

根据光谱共焦位移传感器的工作原理及线性轴向色散条件,选择3种色散物镜用玻璃材料N-KZFS11、N-SF66和N-PK52A,并结合像差理论设计了由3个单透镜和2个双胶合透镜组合成的线性色散物镜初始结构。利用Zemax光学设计软件对色散物镜的初始结构进行优化和公差分析。结果表明:在450~650 nm波长范围内,各波长弥散斑均远小于艾里斑,色散物镜测量范围可达1.05 mm,轴向色散与波长之间的线性判定系数R²达0.997,理论分辨率可达105 nm。

对比了用不同镀制工艺方式镀制的 Ni80Cr20膜中性密度滤光片的中性度特性, 溅射工艺镀制的密度片中性度值 3.7%, 远好于电子枪蒸发和电阻蒸发镀制结果 (15%)。采用相平衡理论, 模拟计算了的热蒸发镀制的镍铬合金膜的蒸发速率, 铬相比镍含量偏高 2.8倍, 导致了膜层中合金含量相对膜料出现较大差异, 导致中性密度滤光片光谱中性度的下降。使用蔡司 SUPRA35扫描电镜和牛津 EDS能谱仪分别测试了溅射工艺和热蒸发工艺镀制的密度滤光片的镍铬含量, 测试结果与模拟分析结论基本一致。

中性度是表征中性密度滤光片中性程度的一项重要指标,为了对中性度进行评价,通过分析和总结现有工程中的一些关于中性程度的表述,并结合密度滤光片的测试光谱曲线,总结出了光密度曲线的归一化比较方法。为进一步对中性度进行量化,提出了标准中性度的定义,并给出了中性度的具体算法。该算法简单、易行、直观,便于实施推广。经过该方法量化后的中性度指标不仅可用于标注标准密度滤光片产品的中性程度,也可用于非标产品中性程度评价和约束。

Plasma ion-assisted deposition (PIAD) process for ultraviolet (UV)-induced transmission and full dielectric thin-film filters in the 200–400 nm spectral region is described. The design and manufacturing method of the UV filters are introduced. The UV filters exhibit deep blocking (> optical density (OD)5–OD6), high transmittance, and stable environment durability. These UV filters pass 10 cycles in an aggravated temperature-humidity test, according to ISO9022-2 and MIL-STD-810F standards.

为了简化手术灯照明系统的光学结构, 设计了一种新型宽入射角调色温冷反射镜。分析了医学手术灯的光谱技术要求, 分别使用三角垂直插值法计算光源系统的相关色温和标准三刺激值计算法计算显色指数编制程序计算。对比一种普通色温调整膜系的计算结果, 通过膜系和反光镜面型的优化设计, 得到了一种新型宽角度调整色温薄膜。实现了光线入射角度较大的范围内变化时, 出射光的色温变化小的要求, 显色性良好。这种薄膜减了小了手术灯整体结构的复杂程度, 提高了光能利用效率, 可以替代传统的手术灯光学结构。