1 南京邮电大学电子与光学工程学院，江苏 南京 210023
2 南京邮电大学通达学院基础教学部，江苏 扬州 225127
结合多靶磁控溅射镀膜方法和自制的一维位移挡板样品台制备了基于TiO2和SiO2的可见光谱区线性渐变滤光片（LVOF）。使用商用分光光度计和一维手动平移样品台对样品进行光谱表征。重点研究了退火温度和时间对LVOF透射光谱的影响。结果表明，LVOF样品的可工作光谱范围为510~700 nm，且样品上不同位置的透射光谱峰值与样品位置呈现出良好的线性关系。在300 °C下进行1 h真空退火处理后，样品的透射率得到了显著提升，优于60%。这表明退火处理可显著提升LVOF的性能。
光学器件 线性渐变滤光片 磁控溅射 透射率 退火 激光与光电子学进展
2022, 59(23): 2323001
1 中国科学院上海技术物理研究所传感技术联合国家重点实验室, 上海 200083
2 山东大学光学高等研究中心, 山东 青岛 266237
3 中国科学院大学, 北京 100049
通过在感知层中加入定制化的微型光谱感知节点,近红外(NIR)光谱传感物联网(IoT)实现了NIR光谱分析技术和IoT技术的集成应用,进而可以满足IoT感知层中对物质成分传感的应用需求。近年来,中国科学院上海技术物理研究所依托成熟的InGaAs焦平面探测器技术,与山东大学联合,在NIR光谱传感IoT的研究和应用上取得了良好进展。首先,介绍了NIR光谱传感IoT的系统架构和关键技术。接着,为了实现光谱感知节点的微型化设计,重点介绍了集成多通道滤光片和集成线性渐变滤光片的两种微型光谱组件结构及其波长定标方法,并结合制备工艺对光谱组件的性能展开对比和分析。最后,基于集成式光谱组件,进一步介绍了NIR光谱感知节点、云服务器和手机客户端的研究应用情况,并对NIR光谱传感IoT的未来发展进行展望。
近红外光谱学 焦平面探测器 铟镓砷 线性渐变滤光片 物联网 中国激光
2021, 48(12): 1210001
1 中国科学院上海技术物理研究所 传感技术联合国家重点实验室，上海200083
2 中国科学院上海技术物理研究所 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室，上海00083
3 中国科学院大学， 北京100049
提出针对线性渐变滤光片型近红外光谱组件的时空域性能改善方法，并通过研制微型化512×2元InGaAs光谱组件，结合多帧数据融合算法完成了实验验证。光谱通道采用基于多次测量的两列相邻光敏元动态组合实现，相比单个大光敏元作为光谱通道，可以改善探测器盲元引起的不良影响。波长标定和测试结果表明，该光谱组件在线性渐变滤光片的分辨率限制下，可以有效减小相邻光谱通道间的波长间隔。
铟镓砷 光谱组件 线性渐变滤光片 波长标定 近红外 InGaAs Spectral sensor Linear variable filter Wavelength calibration Near-infrared
1 电子测试技术重点实验室, 山东 青岛 266555
2 中国电子科技集团公司第四十一研究所, 山东 青岛 266555
3 中电科仪器仪表有限公司, 山东 青岛 266555
提出了一种分区多点标定的辐射定标方法。定标原理如下:将测量目标的温度区间分为n个子区间,测量并记录目标温度区间内n+1个不同温度黑体对应的红外光谱辐射计输出数据,并分别计算各个子区间的定标系数;进行红外光谱辐射测量时,比对红外光谱辐射计输出数据和记录数据,确定待测目标所属温度子区间;使用对应子区间的定标系数进行辐射定标,以提高测量精度。使用该方法对研制的渐变滤光片型红外光谱辐射计进行辐射定标,并根据定标结果反演测量黑体的等效亮温温差。实验结果表明,该方法的辐射定标精度优于1.5 K,可应用于红外光谱辐射计的辐射定标。
测量 红外光谱辐射计 线性渐变滤光片 分区多点标定法 辐射定标
1 中国科学院上海技术物理研究所 传感技术联合国家重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院上海技术物理研究所 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
提出一种集成线性渐变滤光片和InGaAs焦平面的微型近红外光谱模组.作为核心分光元件, 线性渐变滤光片被紧密耦合在光敏芯片表面.相比于光栅分光方式, 模组具有紧凑的光学结构和稳定的光学特性.对此光谱模组进行波长定标实验, 并给出了标定准确性评价.实验结果表明, 该光谱模组的波长范围为900~1 700 nm, 波长准确性优于1.3 nm, 光谱分辨率小于通道中心波长的1.25%.基于此光谱模组的波长定标方法准确、可行, 可以被用于微型近红外仪等在线光谱分析领域.
光谱学 焦平面 线性渐变滤光片 波长定标 Spectroscopic InGaAs InGaAs Focal plane arrays Linear variable filter Calibration accuracy
1 中国科学院上海技术物理研究所 传感技术联合国家重点实验室,上海 200083
2 中国科学院上海技术物理研究所 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室,上海 200083
研制基于线性渐变滤光片和InGaAs焦平面的微型化物联网节点，实现长波近红外光谱数据的采集和无线传输，针对节点的波长范围、分辨率、波长准确性和波长稳定性等参数指标开展性能研究实验.实验结果表明，节点的波长范围为950~1700 nm，光谱分辨率随波长增加而增大，约为峰值波长的1%，与滤光片特性相符，波长准确性优于1.3 nm，波长重复性优于0.1 nm，可以满足物联网中的近红外光谱分析应用需求.
光谱学 物联网节点 InGaAs焦平面阵列 线性渐变滤光片 无线通信 spectroscopy IOT node InGaAs focal plane array linear variable filter wireless communication
北京航空航天大学 精密光机电一体化教育部重点实验室, 北京 100191
为了能够精确地测量线性渐变滤光片的光谱特征参数, 提出一种线性渐变滤光片的透过率检测方法.该方法在测量时, 用光谱仪分别采集滤光前和滤光后的光信号, 计算得到测量点的光谱透过率.调节微动位移平台, 对滤光片样品进行多点扫描测量, 数据处理后, 得到线性渐变滤光片的光谱特征参数.推导了测试光谱透过率的理论公式, 仿真结果表明该方法的测量精度随着线性色散系数的增大而减小, 在线性色散系数小于1.5 nm·mm-1时, 该方法测量的中心透过率和带宽的误差小于0.4%.根据该测量方法设计了相应的检测系统, 实际测量了线性渐变滤光片的光谱特征参数.
线性渐变滤光片 光谱透过率 光谱特征参数 检测方法 线性色散系数 Linear variable filters Spectral transmission Spectral characteristic parameters Measurement Linear dispersion 光子学报
2017, 46(11): 1112002
1 上海理工大学 上海市现代光学系统重点实验室,上海200093
2 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海200093
提出了一种离子束刻蚀制备线性渐变滤光片(LVOF)的方法。离子束刻蚀过程中,通过在样片和离子束出射窗口之间加入开有三角形透射窗口的挡板以及样片水平方向多次来回运动完成楔形谐振腔层制备,配合离子束辅助反应电子束真空镀膜技术,完成线性渐变滤光片的制作。设计三组不同刻蚀次数的制作实验,制作出了工作波长为500~580 nm、线色散系数为1.03 nm·mm-1的线性渐变滤光片。实验结果表明,通过调节样品台运动速率或者刻蚀次数,能够制备出具有预期楔角谐振腔层的线性渐变滤光片。
线性渐变滤光片(LVOF) 间隔层 离子束刻蚀 linear variable optical filter(LVOF) resonant cavity ion beam etching
