1 江南大学理学院，江苏 无锡 214122
2 江苏省轻工光电工程技术研究中心，江苏 无锡 214122
选取TiO2和SiO2作为高、低折射率材料，采用传统设计方法（将长波通膜系和短波通膜系分别镀制于基底两侧，厚度分别为1.67 μm和8.67 μm）设计了蓝宝石基底宽截止高Q值带通滤光片。为避免膜厚差值过大导致的滤光片面形变化较大问题，重新调配了基底两侧的膜系，优化后两侧膜层的数量分别为49层和50层，膜层厚度分别为5.73 μm和4.22 μm。采用电子束蒸发物理气相沉积法镀制薄膜，并用分光光度计测试了样品的透过率。实验结果表明，样品在通带（521~596 nm）内的平均透过率达到96.59%，在截止区域的平均透过率为0.076%，通带矩形度为0.95，通带两边过渡带的陡度均为0.89%，具有高Q值的滤光片特性。此外，实验曲线和设计曲线的一致性较好，验证了优化两侧膜系结构的有效性。
薄膜 膜系设计 带通滤光片 薄膜制备 激光与光电子学进展
2023, 60(5): 0531002
红外与激光工程
2022, 51(3): 20210944
光子学报
2021, 50(11): 1131002
1 沈阳工业大学信息科学与工程学院, 辽宁 沈阳 110870
2 沈阳仪表科学研究院有限公司, 辽宁 沈阳 110043
设计了一组应用于多光谱掌纹图像采集系统的光学薄膜滤光片。根据手掌皮肤在可见、近红外光谱波段反射率不同的特点,研究了掌纹识别滤光片的光谱特性参数及膜系设计。为提高系统获得的掌纹图像质量,采用四通道滤光片设计方案,光谱特性参数要求如下:中心波长为λ1=470 nm、λ2=520 nm、λ3=630 nm、λ4=880 nm;各通道的半宽度在8~12 nm范围内,透射率大于90%,平均截止背景深度大于OD6(即光谱透射率T<10 -6)。
薄膜 光学薄膜 多光谱掌纹图像采集 滤光片 光谱特性参数 膜系设计 光学学报
2021, 41(23): 2331001
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Optics and Optical Engineering, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
2 School of Science, Hubei University of Technology, Wuhan 430068, China
3 School of Physics and Electronic Science, Fuyang Normal University, Fuyang 236037, China
To solve the issue of the contradiction between photovoltaic power generation and plant photosynthesis for sunlight demand, we propose a design method of multi-passband polymer multilayer optical structure. Using polycarbonate (PC) and polymethyl methacrylate (PMMA), two polymer materials with different refractive indices, the passband position and passband bandwidth are calculated and adjusted by the transmission matrix method and TFCalc software. A 450 nm, 660 nm, and 730 nm three-passband filter was realized by superimposing stacks of different band positions. The feasibility of the photovoltaic agriculture was confirmed by the power generation efficiency and the actual plant growth.
polymer multilayer film design multi-passband photovoltaic power generation photosynthesis photovoltaic agriculture Chinese Optics Letters
2021, 19(11): 112201
1 长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 长春理工大学理学院, 吉林 长春 130022
3 光驰科技(上海)有限公司, 上海 200444
针对微光系统光子数量较少的问题,研制出符合色度学的光学调色膜,构成六基色彩色滤镜,从而提升色彩还原度。通过对光谱特性的分析,利用Essential Macleod膜系设计软件以及Mathcad工程计算软件,建立采点迭代法优化模型,实现光学调色膜的膜系设计。采用电子束热蒸发方法制备薄膜。利用光控与晶控相结合的方法进行膜厚控制,以膜堆为单元进行反演分析,实现光学调色膜的研制。该薄膜通过光谱测试,满足使用要求。
薄膜 彩色微光夜视 彩色滤镜 光学调色膜 膜系设计 膜厚控制 激光与光电子学进展
2020, 57(9): 093101
1 中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室, 上海 201800
基于高反射膜层和Gires-Tournois(G-T)腔, 优化设计了一对低振荡高色散镜。该色散镜对的中心波长为800 nm, 能够在680~920 nm的带宽范围内提供-200 fs2的平坦的群延迟色散。基于双离子束溅射工艺, 利用Nb2O5和SiO2制备了低振荡高色散镜对, 并将其应用于800 nm钛宝石激光器系统。通过高色散镜对2次,100.8 fs 激光脉冲被压缩至19 fs。
薄膜 多层膜设计 干涉薄膜 脉冲压缩 钛宝石激光 中国激光
2018, 45(10): 1003001
海军驻中南地区光电系统军事代表室, 湖北 武汉 430223
研究了一种以蓝宝石为基底的可见光/激光/中红外“三光合一”窗口保护型硬质增透膜。首先开展了蓝宝石基底无吸收型硬质氧化物膜层的制备及其工艺最优化的研究,同时基于离子源工艺参数与反应气体流量的控制实现一种中波无吸收的低折射率Si1-xOx膜层,从而实现了全氧化物膜系在中红外波段上的应用。以此为基础,对蓝宝石基底可见光/激光/中红外三波段窗口膜系进行了优化设计与沉积仿真研究。经过大量镀制实验与工艺改进,最终制备出光学与机械性能良好的“三光合一”窗口薄膜,可见光至中红外波段上的平均透过率达到95%以上。镀膜样品一次性通过高低温试验、恒定湿热试验以及重度磨擦试验等。试验结果表明,膜层致密性和表面机械性能良好,具备一定强度的防潮防腐能力和抗激光损伤阈值水平,可适应海洋环境光电窗口的应用需求。
光学薄膜 多光谱 蓝宝石 增透膜 膜系设计 光电窗口 optical coatings multi spectrum sapphire anti-reflective coating film design photoelectric system window
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 上海科技大学物质学院, 上海 200031
双色滤光片的膜系设计方法有多种，如自动优化设计、缓冲层和组合膜系设计、加厚间隔层的Fabry-Perot(F-P)膜系、双峰结构F-P 膜系的多次重复，以及具有分形结构的F-P 膜系设计等方法。但它们在特定通道带宽和通道间距要求的膜系设计中，或者在膜系的工艺可实施性方面存在一定的局限性。运用目标光谱拟合优化后的两个具有增透带的F-P 膜系相组合的设计方法，有效解决了较宽通道带宽和较大通道间距的双色滤光片的设计问题。采用Ge和SiO 两种材料，利用有限的38层薄膜，在中波红外波段设计出了波形良好的双色滤光片，其两个通道的相对带宽均为9%，两个通道中心波长位置比可以在1.4~5.0 的范围内进行调整，通带边缘陡度不大于2.0%。这种膜系结构的双色滤光片具有通带宽度和位置方便调控的特点，并有较强的可实施性。
光学设计 光学薄膜 双色滤光片 膜系设计 法布里-珀罗滤光片 红外滤光片
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所光学技术中心中国科学院光学系统先进制造技术重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
基于聚类全局优化算法提出了一种新的薄膜设计优化方法,它可以迭代地改变初始膜系结构,相比传统的局域优化技术,能够计算得更加全面、彻底.即使初始膜系和设计目标差距非常大,这种聚类全局优化方法依然能够优化出很好的结果,克服了传统局域优化方法的缺点.利用可见到红外宽波段增透膜的实例证实了聚类全局优化方法在处理薄膜设计问题上的能力与优势.
薄膜 膜系设计优化 聚类算法 全局优化算法
