1 有研国晶辉新材料有限公司北京有色金属研究总院, 北京 100088
2 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
3 西北工业大学, 陕西 西安 710129
为了有效抑制4.3 μm CO2辐射对3 μm~5 μm中波红外目标信号的干扰，基于Needle随机插层优化算法，采用电子束蒸发方法，建立了石英晶振监控方式下多层超厚Ge/Al2O3薄膜生长误差的精确反演修正模型，实现了中波红外陷波滤光片的设计、精确反演与制备；同时，针对中波红外陷波滤光片存在的面型变化大的问题，采用预置基底面型方法，实现了中波红外陷波滤光片低面型调控。研究结果表明：随着镀膜时间的增加，高折射率Ge膜具有较好的生长稳定性，而低折射率Al2O3薄膜材料沉积比例因子变化高达11.9%，且呈规律性渐变趋势；所制备的中波红外陷波滤光片在4.2 μm~4.5 μm波段区间平均截止透过率小于0.3%；3.5 μm~4.05 μm及4.7 μm~5.0 μm波段的平均透过率大于95%，镀膜后的面型被有效控制在较小范围；膜层具有较好的复杂环境适应性，成功通过了GJB 2485-95中牢固性、高温、低温、湿热等环境试验考核。
电子束蒸发法 石英晶振监控法 红外滤光片 薄膜 反演修正 electron beam evaporation quartz crystal deposition monitor infrared filter thin film inversion correction
兰州空间技术物理研究所 无锡泓瑞航天科技有限公司，江苏 无锡 230000
为了研究准确性更高的复杂多层膜光学参数测量方法，测量实际镀制红外带通滤光片的光学参数，对红外滤光片研制过程的设计优化与工艺的改进具有重要的指导作用。首先,在研究传统薄膜光学参数光谱测量方法的基础上，提出了包-全法，并研究了该方法的基本思想、物理模型以及优化算法;其次,设计制备了2 000~8 000 nm谱段内膜料单层膜和高透射率、宽截止中波带通红外滤光片，通过对比测量单层膜光学参数反演计算光谱与实测光谱的差异，验证了包-全法测量膜料单层膜光学参数的准确度及有效性，依据测量结果确定了膜料色散关系，甄别了膜层工艺的优劣;最后,采用包-全法与全光谱拟合反演法对红外滤光片的光学参数作了对比测量验证。结果证明：该方法能够准确测量红外滤光片的光学参数，测量结果可用于指导修正设计与工艺之间的匹配性，进而研制了性能更好的红外滤光片。
红外滤光片 光学参数 包-全法 全光谱拟合反演法 infrared filter optical parameters envelope-full spectral fitting inversion method full spectral fitting inversion method 红外与激光工程
2019, 48(9): 0913004
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130039
为了实现对红外滤光片辐射特性的量化分析,研究了一种红外滤光片截止波段等效发射率反演方法,并建立了反演方法的基本数学模型。在有、无红外滤光片的情况下,分别对红外成像系统进行辐射定标,并基于定标结果计算红外滤光片截止波段的自身辐射;基于极坐标系下的有限面源至微面源辐射模型,反演红外滤光片截止波段的等效发射率。根据基本数学模型开展了反演实验,在积分时间为0.8 ms与4.0 ms两种实验条件下对中波红外滤光片进行反演,取两次实验结果的算术平均值(0.420)为等效发射率反演结果,则其等效反射率约为0.580;两次实验结果的相对差异较小,约为1.9%。开展了中波红外滤光片的反射成像实验,证明了其在截止波段具备较强的反射辐射特性,定性地验证了反演实验的结果。
大气光学 红外滤光片 发射率 辐射定标 辐射特性
华星电子集团有限公司红外分公司，陕西 咸阳 712099
近红外滤光片和中红外带通滤光片在航天、气象和遥感等领域都有重要的应用。红外滤光片是让红外光透过而使其他波长光截止的滤光片，它的主要指标是峰值透过率。带通滤光片的重要指标是峰值透过率和通带半宽度。光学薄膜的膜系结构和具体设计对这些指标起决定性作用。本文主要介绍这两种滤光片的几例实际运用。
透光材料 红外滤光片 峰值透过率 通带半宽度 实际应用 transparent material infrared filter peak transmittance passband half width practical application
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 中科院上海技术物理研究所传感国家重点实验室, 上海 20083
2 中科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
低温光谱是红外滤光片一项重要的考核参数,采用傅里叶光谱仪测试了红外滤光片在安装滤光片架前后的常温和85 K低温光谱,同时利用有限元分析方法模拟了85 K的红外滤光片安装滤光片支架前后的形变和应力,分析和比较了试验结果,为进一步优化红外滤光片的可靠性设计提供了参考。
红外滤光片 低温光谱 短波漂移 热应力 背景辐射 infrared filter low temperature spectrum short-wave moving thermal stress background radiation
1 华南师范大学,量子电子学研究所,广东,广州,100008
2 中国工程物理研究院,流体物理研究所,四川,绵阳,621900
3 中国科学院上海光学精密机械研究所,上海,201800
介绍了由滤光片膜层结构决定的激光在光学薄膜中形成温度场及驻波场特性.用1.06μm调Q-Nd:YAG激光器,在激光脉冲宽度10ns和光斑直径0.61μm的条件下,进行了激光辐照红外滤光片的损伤特性实验研究.根据脉冲激光辐照红外滤光片后样品损伤分析,发现滤光片的最初损伤发生在里面的膜层中,从而在实验上验证了计算得到的滤光片膜层中存在其温度场及驻波场的结果.它对提高红外滤光片的抗激光辐照能力研究具有一定的参考价值.
激光辐照效应 红外滤光片 光学薄膜 温度场 驻波场 激光损伤 laser irradiation effect IR filter optical film temperature field standing wave field laser damage
介绍了利用1.06 μm准连续YAG激光对红外滤光片进行损伤的实验，从薄膜热物性的角度确定红外滤光片的损伤阈值.通过对红外滤光片的损伤过程的研究，初步提出红外滤光片的损伤机理。
红外滤光片 光热偏转 激光损伤
