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 100049
近红外波长为1.064 μm的激光是激光测距、自由空间光通信和空间光学遥感等应用中的主要激光光源之一。窄带滤光片是抑制背景光干扰的关键元件之一,目前大部分滤光片的半峰全宽为几纳米。本文研制了中心波长为(1064±0.05) nm、半峰全宽为0.19 nm、峰值透过率可达70.2%的带通滤光片,并考察了不同温度(100,200,300 ℃)退火处理后滤光片的表面形貌和光谱特性的变化。实验结果表明:滤光片的表面光滑,受退火温度的影响很小;滤光片的透射光谱随着退火温度的升高向长波方向移动,在100 ℃退火处理3 h的滤光片的光谱漂移量为0.03 nm,说明该滤光片可在温控条件有限的空间光学系统中使用。
薄膜 亚纳米带宽滤光片 离子束溅射沉积 近红外波段 退火温度 光学学报
2021, 41(20): 2031001
1 中国科学院上海技术物理研究所， 上海 200083
2 上海科学技术大学 物质学院， 上海 200031
3 中国科学院大学， 北京 100049
空间对地观测的遥感相机中需要基于干涉薄膜的双光谱通道滤光片，在同一几何点上同时形成可见光（波长500~720 nm）和近红外（波长（1 064±1） nm）两个光谱通道。这两个光谱通道的光谱位置和透射强度均需要进行精确控制。选用JGS-1石英玻璃作为滤光片基片，氧化钽（Ta2O5）和氧化硅（SiO2）分别作为高、低折射率薄膜，由双离子束溅射沉积方法将52层和88层介质薄膜分别镀制在基片的两个表面上。500~720 nm波段的平均透过率达到92%，（1 064±1）nm 波段的峰值透过率控制在（26±1）%的范围。
光学薄膜 双光谱通道滤光片 离子束溅射沉积 光谱控制
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 100049
为了观测大气层中的水汽含量以及CH4和CO2的浓度,在蓝宝石(Al2O3)基片上制备了两种窄带通滤光片,其中心波长分别为1375 nm和1610 nm,带宽分别为15 nm和60 nm,透过率均达到了95%。基于法布里-珀罗腔结构设计了带通滤光膜系,并对其进行了优化。与电子束蒸镀薄膜相比,采用双离子束溅射沉积方法制备的Nb2O5/SiO2滤光片薄膜,其表面质量明显改善,缺陷减少,表面粗糙度均方根降低到1 nm以下,显著改善了与光电探测器光耦合时的不均匀性。
薄膜 离子束溅射沉积 窄带通滤光片 表面形貌 光学学报
2020, 40(21): 2131001
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
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, 上海 201210
3 中国科学院大学, 北京 100049
通常红外光学薄膜是在较高温度下制备得到的。 在低温下应用时, 其产生的热应力会显著影响其光谱性能和可靠性。利用传统桥梁弯曲理论和膜层间位移协调条件分析了多层膜中的水平应变、弯曲应变和热应力分布情况。在详细推导的基础上, 根据膜层厚度远小于基片厚度的实际情况, 得出了多层膜中热应力的简化计算公式。结合长波红外窄带滤光片实例, 分析了其多层膜中热应力的数值大小和分布情况。
多层薄膜 热应力 红外 近似算法 multilayer thermal stress infrared approximate value
