1 中国科学院光电技术研究所, 成都 610209
2 中国科学院大学 光电工程学院, 北京 100049
设计了193nm窄角度和宽角度入射增透膜以及正入射高反膜, 其中增透膜s和p偏振光透射率的最大偏差分别为0.17%和0.44%。结合标量散射理论和等效吸收层近似理论, 多层膜间的粗糙界面等效为薄的吸收层, 基于薄膜本征传输矩阵计算分析了不同界面粗糙度下的光谱性能。研究发现, 薄膜光谱性能随着界面均方根粗糙度的增加而急剧退化, 高反膜反射带宽也随之降低, 达到4nm时, 宽角度入射增透膜和高反膜光谱性能在193nm处分别退化2.04%和2.09%。界面粗糙度是影响高光谱性能真空紫外光学薄膜制备的重要因素。
真空紫外光学薄膜 界面粗糙度 等效吸收层 增透膜 高反膜 vacuum ultraviolet optical thin film interface roughness effective absorption layer antireflection coatings high reflection coatings
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of High Power Laser and Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
Different post-treatment processes involving the use of ammonia and hexamethyldisilazane (HMDS) were explored for application to 351 nm third harmonic generation antireflective ( AR) coatings for high power laser systems prepared by the sol-gel method. According to experimental analysis, the AR coatings that were successively post-treated with ammonia and HMDS at 150°C for 48 h and again heat-treated at 180°C for 2 h (N/H 150 + 180 AR) were relatively better. There were relatively fewer changes in the optical properties of the N/H 150 + 180 AR coating under a humid and polluted environment, and the increase in defect density was slow in high humidity environments. The laser-induced damage threshold of the N/H 150 + 180 AR coating reached (355 nm, 6.8 ns), a value that meets the basic requirements of high power laser systems.
optical materials antireflection coatings sol-gel optics at surfaces laser damage thin films optical properties Chinese Optics Letters
2022, 20(1): 011601
盐城师范学院物理与电子工程学院, 江苏 盐城 224007
对于工作在成像光学系统中的衍射光学元件,一定的入射角度范围是其工作的常态,并且增透膜的引入会影响衍射光学元件的带宽积分平均衍射效率。本文基于衍射光学元件的相位函数,修正了含有增透膜时的微结构高度;建立了在一定入射角度范围内工作时,单层和多层衍射光学元件的复合带宽积分平均衍射效率与修正微结构高度之间关系的理论模型;并以工作在红外波段的衍射光学元件为例,对比分析了含有增透膜时采用带宽积分平均衍射效率最大化得到微结构高度的常用方法和利用修正微结构高度的修正方法设计得到的衍射效率和带宽积分平均衍射效率。仿真和计算结果表明:入射角度和增透膜厚度的改变都会引起含有增透膜的衍射光学元件的带宽积分平均衍射效率下降;基于修正的设计方法,计算得到了以ZnSe为基底的单层衍射光学元件(入射角度范围为0°~30°)和多层衍射光学元件(入射角度范围为0°~20°)的复合带宽积分平均衍射效率分别达到95.528%和99.449%。该方法为衍射光学元件的优化设计提供了参考。
衍射 光学元件 增透膜 入射角度 衍射效率 微结构高度 光学学报
2021, 41(12): 1205002
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
3 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术研发中心, 上海 201800
以钛酸正丁酯、正硅酸乙酯为前驱体,在薄膜设计软件的辅助下,采用溶胶-凝胶法在K9光学玻璃上制备了λ/4-λ/2-λ/2膜系宽带减反膜。该膜层的光学性能良好,在500~900 nm波长范围内的平均透过率为99.25%,透过率增益随入射角增加而增大,斜入射光入射角从0°增至60°仍能有效覆盖钕玻璃的主吸收峰,此时平均透过率增益从7.2%增至10.2%;在150 ℃下进行热处理后,膜层具有一定的耐擦拭性能,表面均匀性良好,均方根粗糙度为4.00 nm。
材料 溶胶-凝胶法 减反膜 膜层设计 薄膜
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of High Power Laser and Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Key Laboratory of Materials for High Power Laser, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
A λ/4–λ/4 broadband antireflective (AR) coating is developed with a sol-gel dip-coating method. By adding SAR-5 organosilicon resin into a base-catalyzed silica sol top layer and treating at 300°C, a broadband AR coating used for blast shields with a high average transmission of 99.34% (450–950 nm) and good hydrophobicity (with a water-contact angle of 119°) was obtained. After being subjected to rubbing 50 times and being maintained at a relative humidity of around 95% for 50 days, the average transmission of the coating decreased by 0.29% and 0.04%, respectively. This indicates that the organically modified silica (ORMOSIL) broadband AR coating has good abrasion resistance and humidity stability.
310.1210 Antireflection coatings 160.6060 Solgel 310.4165 Multilayer design Chinese Optics Letters
2019, 17(3): 033101
1 拉萨师范高等专科学校信息技术系, 西藏 拉萨 850000
2 西安理工大学自动化与信息工程学院, 陕西 西安 710048
3 扬州鑫晶光伏科技有限公司, 江苏 扬州 225653
对比了具有双层和三层氮化硅减反射膜的单晶硅太阳电池的反射率、内外量子效率、少子寿命及电学特性,模拟了双层和三层氮化硅减反射膜的光学特性,结果表明,三层氮化硅减反射膜具有更好的减反射效果和输出特性。通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺在P型单晶硅上分别制作了双层和三层氮化硅减反射膜,对其减反射效果和钝化效果的分析结果表明,与双层氮化硅减反射膜相比,三层氮化硅减反射膜具有较小的反射率和较好的钝化效果。对具有双层和三层氮化硅减反射膜的单晶硅太阳电池的电学测试结果表明,具有三层氮化硅减反射膜的单晶硅太阳电池的转换效率比具有双层氮化硅减反射膜的单晶硅太阳电池的转换效率有所增大。
材料 单晶硅太阳电池 氮化硅减反射膜 反射率 量子效率 激光与光电子学进展
2018, 55(6): 061602
1 中国科学院上海技术物理研究所 红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院上海技术物理研究所 光学薄膜与材料研究室, 上海 200083
将碲镉汞(Hg1-xCdxTe)红外焦平面器件衬底去除后, 其响应波段可拓展到可见光波段, 在高光谱成像应用中可显著减小系统的尺寸和重量, 对光电探测系统的小型化和微型化具有重要实用价值.而明确碲镉汞材料在可见近红外波段的光学常数, 对碲镉汞器件在这一响应波段的性能研究具有重要意义.分别测量了不同组分碲镉汞材料的椭圆偏振光谱, 拟合得到了其在400~1600 nm波段范围内的光学常数值, 并利用反射光谱对获得的光学常数进行了验证.采用这些碲镉汞外延材料光学常数测量值, 并选用ZnS和YF3分别作为高低折射率的增透膜材料, 针对不同响应波段的背入射可见近红外碲镉汞焦平面器件, 设计了不同的宽谱增透膜系, 响应波段范围内的平均透过率高于90%.
碲镉汞 可见近红外波段 光学常数 增透膜 Hg1-xCdxTe visible to near-infrared optical constant antireflection coatings
Author Affiliations
Abstract
Key Laboratory of High Power and Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
A study on low-refractive-index SiO2 antireflective (AR) coatings by a sol-gel method is reported. Variations in the properties of the coatings are related to the molar ratios of ammonia to deionized water being changed in the process of preparing the sols. From the performance test results, the optimal ratio of the reactants necessary to prepare low-refractive-index SiO2 AR coatings is determined. Of all the SiO2 AR coatings, the lowest recorded refractive index is 1.16 at a wavelength of 700 nm. The largest water contact angle is 121.2°, and the peak transmittance is 99.95% at a wavelength of 908 nm. Furthermore, the sol used to deposit the film with the lowest refractive index is stable because of the narrow size distribution of its constituent particles.
310.1210 Antireflection coatings 310.3840 Materials and process characterization 310.6860 Thin films, optical properties Collection Of theses on high power laser and plasma physics
2016, 14(1): 083101
1 中国科学院光电技术研究所, 成都 610209
2 中国科学院大学, 北京 100049
为提高离子束溅射制备 1 064 nm、532 nm双波长增透膜抗激光损伤阈值, 分别在靠近基板、空气侧加镀一定厚度二氧化硅膜层, 研究缓冲层、保护层对增透膜抗激光损伤阈值的影响。依据 ISO21254-2损伤测试标准, 测试不同膜系结构增透膜抗 1 064 nm波长激光损伤阈值。实验结果表明, 二氧化硅缓冲层提高增透膜抗激光损伤阈值约 65.4%；二氧化硅保护层提高增透膜抗激光损伤阈值约 66.7%；同时加镀缓冲层、保护层增透膜抗激光损伤阈值显著提高约 119%。
缓冲层 保护层 激光增透膜 损伤阈值 buffer layer protective layer laser antireflection coatings laser induced damage threshold
1 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
2 中国科学院红外探测与成像技术重点实验室, 上海 200083
在0.55～0.85 μm波段范围内，在保证薄膜高透射率的同时对其相位进行调控，是多偏振成像模块项目研制的关键技术。采用等效膜层理论，使用三种氧化物薄膜材料：Ta2O5、Al2O3、SiO2，在光学玻璃H-LaK4L基底上设计并制备了相位调控增透膜。经过工艺优化，研制结果表明，在28°入射条件下，0.55～0.85 μm的波段范围内，薄膜平均透射率大于97%，其相位差小于1°。膜层能够经受航天光学薄膜产品的环境实验的检验，满足了项目的可靠性要求。
薄膜 增透膜 相位调控膜
