1 北京跟踪与通信技术研究所，北京 100094
2 中国科学院光电技术研究所，中国科学院光场调控科学技术全国重点实验室，四川 成都 610209
薄膜衍射透镜是空间轻量化成像领域的一个重要发展方向。高性能聚酰亚胺薄膜材料由于其良好的综合性能得到广泛应用，但较差的可见光透过率以及空间环境下性能不稳定性限制了其在空间薄膜光学镜基底材料领域的发展。通过溶胶-凝胶提拉法在菲涅耳衍射透镜表面制备了二氧化硅增透膜，这种复合结构设计一方面提高了聚酰亚胺薄膜的可见光透过性，另一方面通过表面二氧化硅薄膜提高了其对空间环境辐照的耐受性，本研究可为后期空间光学薄膜衍射透镜设计及制备提供参考。
材料 复合薄膜 衍射透镜 高透过率 空间环境 耐辐照 光学稳定性 激光与光电子学进展
2023, 60(13): 1316018
中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209
空间光学成像系统采用薄膜主镜解决了大口径、轻量化、空间折叠展开等难题，但大口径光学透镜的成像指标要求高、空间应用环境恶劣，对透镜基底材料的性能要求严苛，其中尺寸稳定性、空间环境适应性尤为重要。本文提出在分子结构设计基础上，通过共聚合成的方法有效改性聚酰亚胺材料，通过在分子结构中同时引入刚性链和分子链间氢键作用，在保证传统聚酰亚胺高机械性能、高热稳定性的同时，改善其热尺寸稳定性、空间环境光学稳定性。所得高尺寸稳定性光学级聚酰亚胺薄膜材料综合性能良好，是优异的空间光学成像系统薄膜主镜候选材料。
光学聚酰亚胺薄膜 高尺寸稳定性 空间环境光学稳定性 optical grade polyimide high dimensional stability optical stability of space environment
1 天津津航技术物理研究所 天津市薄膜光学重点实验室,天津 300308
2 光电材料智能表面织构技术联合实验室, 天津 300308
3 空军驻京津地区军事代表室, 天津 300308
SiO2薄膜是光学薄膜领域内常用的重要低折射率材料之一。文中采用不同沉积技术在Si基底上制备了SiO2薄膜, 并研究了它们光学特性的自然时效特性。采用不同贮存时间的椭偏光谱表征SiO2薄膜的光学特性, 随着时间的增加, EB-SiO2薄膜和IAD-SiO2薄膜的物理厚度和光学厚度随着增加, 但IBS-SiO2薄膜随着减小, 变化率分别为1.0%, 2.3%和-0.2%。当贮存时间达到120天时, IBS-SiO2薄膜、EB-SiO2薄膜和IAD-SiO2薄膜的物理厚度和光学厚度趋于稳定。实验结果表明, IBS-SiO2薄膜的光学特性稳定性最好, 在最外层保护薄膜选择中, 应尽可能选择离子束溅射技术沉积SiO2薄膜。
IBS-SiO2薄膜 EB-SiO2薄膜 IAD-SiO2薄膜 光学稳定性 光学常数 IBS-SiO2 thin film EB-SiO2 thin film IAD-SiO2 thin film optical stability optical constants 红外与激光工程
2019, 48(5): 0521001
1 承德石油高等专科学校数理部, 河北 承德 067000
2 河北大学物理科学与技术学院, 河北 保定 071002
3 河北大学电子信息工程学院, 河北 保定 071002
4 承德石油高等专科学校计算机与信息工程系, 河北 承德 067000
荧光纳米材料不但具备纳米材料的优势, 同时还具有优异的光学性质, 被广泛应用于荧光标记、 离子识别、 荧光免疫分析、 光学成像和医学诊断等方面。 因此, 荧光纳米材料的制备、 结构分析和荧光特性等方面的研究备受人们的关注。 为了获得发光强度大、 荧光量子效率高和制备过程可控的Si基荧光纳米材料, 实验进一步研究了Si纳米线对样品发光特性的影响和样品的光学稳定性。 首先, 基于固-液-固生长机制, 在反应温度为1 100 ℃、 N2气流量为1 500 sccm、 生长时间为15～60 min等工艺条件下, 分别以“抛光”和“金字塔”织构表面的单晶Si（100）为衬底, 生长出不同长度和分布的Si纳米线; 以Au或Au-Al合金膜层作为金属催化剂, 生长出密度分别约为108和1010 cm-2的Si纳米线; 然后, 利用L4514自动控温管式加热炉, 基于高温固相法, 在温度为1 100 ℃、 掺杂时间为60 min和N2气流量为1 000 sccm等工艺条件下, 以高纯Tb4O7（99.99%）粉末为稀土掺杂剂对不同Si纳米线衬底进行稀土掺杂, 制备一系列的荧光纳米材料SiNWs:Tb3+样品; 室温下利用Hitachi F-4600型荧光分光光度计, 固定激发光波长为243 nm、 激发光狭缝为2.5 nm、 发射光狭缝为2.5 nm、 扫描波长范围为450～650 nm、 光电倍增管(photomultiplier lube, PMT)电压为600 V等参数下, 测量了不同样品的光致发光特性; 最后, 实验测试了该荧光纳米材料的光学稳定性, 如时间（0～30 d）、 温度（300～500 K）、 酸碱（pH 1和11）、 抗光漂白（0～120 min）等稳定性以及水溶性和分散性。 结果显示, 在衬底为“金字塔”织构表面上、 生长时间为30 min、 以Au为金属催化剂等条件下制备的Si纳米线为Tb3+掺杂衬底时, SiNWs:Tb3+的绿光发射强度较大, 其发光强峰值位于554 nm, 属于能级5D4→7F5的跃迁, 另外在波长为494, 593和628 nm出现了三条发光谱带, 它们分别属于能级5D4→7F6, 5D4→7F4和5D4→7F3的跃迁。 另外, 样品展示出了优异的时间、 温度、 酸碱和抗光漂白等光学稳定性, 同时还具有良好的水溶性和分散性。 如温度升高到500 K时, 光发射强度仅降低了约8.9%左右; 抗光漂白能力较强, 用波长为365 nm、 功率为450 W的紫外光源照射120 min, 样品的绿光发射强度无衰减; 酸、 碱稳定性好, 在pH 1的强酸（HCl）溶液中120 min未见衰减, 在pH 11的强碱（NaOH）溶液中15 min内衰减较小, 随后发光强度出现了缓慢下降的趋势; 当60 min后, 样品的发光强度变得极其微弱。 分析认为, 在SiNWs:Tb3+表面有一层SiO2包覆层, 而NaOH溶液容易和SiO2发生化学反应, 随着时间延长SiO2层被破坏, 故样品发光强度降低; 样品溶于水中放置30 d未见沉淀物, 发光亮度均匀且分散性较好。 在研究了制备温度、 气体流量和掺杂时间等工艺条件之后, 深入研究了Si纳米线自身变化对Tb3+绿光发射的影响。 该材料展示出了良好的光学稳定性、 水溶性和分散性, 使其作为荧光标记物具有一定的应用价值。
Si纳米线 Tb3+绿光发射 光学稳定性 荧光纳米材料 Si nanowies Tb3+ green light emission Optical stability Fluorescent nanomaterials
1 华东理工大学机械与动力工程学院承压系统安全科学教育部重点实验室,上海200237
2 中国科学院上海光学精密机械研究所,上海201800
对应用于193nm反射膜的基底材料、薄膜材料、沉积技术与主要沉积工艺参数进行了分析与优化选择,在此基础上进行了193nm反射膜的设计、制备及后处理,实现了时间稳定性与环境稳定性良好的193nm反射膜,反射率达98%以上.
反射膜 反射率 光学稳定性 193nm
