红外与激光工程
2023, 52(12): 20230574
1 西安工业大学 兵器科学与技术学院 陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室, 陕西 西安 710021
2 西安工业大学 光电工程学院 陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室, 陕西 西安 710021
多通道窄带滤光片在多光谱成像领域具有重要应用, 各通道中心波长、通带半高宽、截止带深度等指标是评价滤光片光学性能的重要参数, 准确测试窄带滤光片的光谱特性对镀膜工艺及多光谱成像应用具有重要意义。针对多通道窄带滤光片光谱特性测试过程中存在的光谱串扰问题进行了分析, 提出了基于显微镜和光纤光谱仪的多通道窄带滤光片光谱特性测试方法, 介绍了测试原理和装置; 研究了光谱分辨率对测试结果的影响规律, 采用微分算子五点修正法对原始数据修正, 并对修正前后的误差进行分析。文章解决了在多通道滤光片测试过程中存在的光谱串扰和光谱分辨率等问题, 光谱修正结果可用于指导滤光片的生产以及为光谱成像提供准确的光谱信息。
薄膜光学 多通道窄带滤光片 光谱串扰 光谱分辨率 film optics multi-narrow bandpass filter spectral crosstalk
1 中国科学院光电技术研究所,四川 成都 610209
2 中国科学院光束控制重点实验室,四川 成都 610209
3 中国科学院大学,北京 100049
因为发散角和线宽效应的存在,非平行光束入射窄带滤光片时,滤光片的透射特性会发生变化。特别是在斜入射时,窄带滤光膜透射通带波形更易从矩形向三角形退化,并且伴随峰值透过率降低等负面现象。虽然已知的卷积模型可以对非平行光束入射窄带滤光片的情况进行数值模拟,但是由于制备和测量误差的阻碍,其正确性和数值模拟的准确性没有严格的实验进行验证。通过膜系优化和测量误差修正降低相应误差及其影响,并通过等离子体辅助反应磁控溅射 (PARMS) 的方法制备了工作角度为17°的1 064 nm高性能窄带滤光片。滤光片的透射光谱分别由两款分光光度计Cary 7000和Lambda 1050测量得到。在不同条件下测得的光谱与数值模拟结果吻合得很好,充分验证了卷积模型的有效性和数值模拟的准确性。
窄带滤光片 数值模拟 发散角效应 线宽效应 narrow-band filter numerical simulation divergence-angle effect linewidth effect 红外与激光工程
2022, 51(8): 20210757
1 长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 光驰科技(上海)有限公司, 上海 200444
随着5G时代的到来,结构光3D成像技术对不可见光接收模组窄带滤光片的要求不断提高。基于法布里-珀罗全介质型干涉仪膜系设计理论,选择Si-H和SiO2分别作为高、低折射率材料,采用光谱拆分法,使用电感耦合磁控溅射技术和直流磁控溅射技术交替成膜,以提高膜层的聚集密度,降低膜层的粗糙度;并通过辅助阳极降低成膜温度对通带光谱的影响。最终制备的滤光片以945 nm为中心波长,对926~952 nm光的平均透过率达到98.5%,0°~38°通带偏移量为13 nm。
薄膜 3D结构光 窄带滤光片 拆分法 磁控溅射 聚集密度 辅助阳极 激光与光电子学进展
2021, 58(14): 1431001
中国计量大学计量测试工程学院, 浙江 杭州 310018
根据薄膜窄带滤光片在倾斜入射时的特性, 通过改进间隔层膜系结构来调整其等效折射率, 可以设计出具有稳定透射峰值和带宽的角度调谐窄带滤光片。根据与密集波分复用(DWDM)系统相关的通道频率、插损、带宽、隔离度、偏振相关损耗(PDL)等八个标准,结合薄膜矩阵理论与新构造的评价函数,构建了一个可调谐滤光片膜系,通过改变各参数的权重因子,得到满足不同要求的最优膜系。利用构建的系统,优化设计了分别用于O波段和C波段100 GHz密集波分复用系统的具有高隔离度、低偏振相关损耗的角度调谐窄带滤光片。C波段膜系的最大调谐角度达11°,相邻通道隔离度可达-30.3 dB,最后对其透射特性以及影响调谐角度极限的因素进行了分析。
薄膜 光通信 倾斜入射 大角度调谐 窄带滤光片 膜系设计
1 量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西大学光电研究所,山西 太原 030006
2 极端光学协同创新中心,山西大学,山西 太原 030006
3 极端光学协同创新中心,山西大学,山西 太原 030006:
外腔半导体激光器是激光光谱学、原子物理学及量子光学领域广泛应用的光源。本文介绍我们研制的利用超窄带宽滤光片作为激光纵模选择元件且反馈量可变的猫眼型852 nm外腔半导体激光器(IF-ECDL)。旋转窄带滤光片的角度,激光波长粗调范围为14 nm。利用光纤延时自差拍法测量了窄带滤光片外腔半导体激光器的线宽,单滤光片进行选频的IF-ECDL线宽约为211 kHz,双滤光片情形的IF-ECDL线宽约为187 kHz。激光频率连续调谐范围大于1.5 GHz,获得了铯原子D2线的两组饱和吸收光谱。所研制的IF-ECDL可应用于精密光谱测量、光通信、激光冷却与俘获铯原子等方面。
窄带滤光片 外腔反馈半导体激光器 纵模调谐范围 线宽 narrow-bandwidth filter external-cavity diode laser frequency tunable range linewidth
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
3 陆军炮兵防空兵学院基础部, 安徽 合肥 230031
4 安徽粮食工程职业学院信息技术系, 安徽 合肥 230011
5 中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
基于CCD的侧向散射激光雷达不受几何因子的影响,是探测近地面气溶胶的有力工具。夜晚的探测技术已成熟,由于背景光中夜晚的月光和星光远弱于白天的太阳光,故利用夜晚探测技术得到的白天气溶胶信噪比很低。实验中选用窄带滤光片和小张角镜头,通过校正窄带滤光片透射率、缩短单次曝光时间、多次曝光平均等技术可有效提高白天探测气溶胶的信噪比。白天个例表明,侧向散射激光雷达与后向散射激光雷达反演的气溶胶后向散射系数廓线在0.75~1.50 km范围内的变化趋势一致,并对0.75 km以下侧向散射激光雷达探测的正确性进行了验证。对合肥地区近地面气溶胶后向散射系数进行了37 h的连续昼夜探测,并与同一地点的温度、PM2.5质量浓度联合进行分析。研究表明,改进后的白天侧向散射激光雷达技术是正确、可行的。
大气光学 后向散射系数 侧向散射激光雷达 气溶胶 窄带滤光片
微光夜视技术重点实验室 中国兵器工业集团第二一一研究所,陕西 西安 710065
光阴极辐射灵敏度是衡量紫外探测器响应能力的一项重要指标, 实现其准确测量至关重要。本文建立了某型紫外探测器光阴极辐射灵敏度测量方法, 搭建了实用的紫外光阴极辐射灵敏度测量装置, 重点分析了利用该装置进行紫外光阴极辐射灵敏度测量时的影响因素, 对比了紫外窄带滤光片、光栅单色仪、辐射照度计和辐射功率计等不同组合方式进行光阴极辐射灵敏度测量时的误差情况, 得出光栅单色仪配辐射功率计方式在光阴极辐射灵敏度测量时的误差最小, 扩展不确定为9%, 相比其它三种组合19.4%、19%和11.2%的扩展不确定度具有绝对优势。该研究成果用于辅助国产紫外探测器技术研发, 为进一步改进提升其技术性能提供了有效且准确的检测手段。
紫外探测器 光阴极辐射灵敏度 窄带滤光片 光栅单色仪 测量误差 ultraviolet detector photocathode radiant sensitivity narrow band filter optical grating monochromator measuring error