1 国防科技大学 智能科学学院,湖南长沙40073
2 清华大学 深圳国际研究生院,广东深圳518055
消偏振分光片是空间光学中的重要分光元件,为了实现780 nm波段激光在大分光比条件下的稳定分光输出,设计并制备了一种高分光比消偏振分光片。使用TFCalc软件仿真设计了双面消偏振分光膜系,通过离子束辅助电子束热蒸镀技术制备了消偏振分光片样品。然后,使用透射电子显微镜、分光光度计对所制备样品进行了测量表征,得到了分光片的实际薄膜结构及透射光谱,光谱结果显示该分光片的透射率接近98%,s偏振光与p偏振光的透射率偏差小于0.3%。最后,搭建测试光路对分光片进行变偏振方向、变波长及长时间稳定性等测试。实验结果表明:该分光片在目标波段内的透射率接近98%,偏振方向大范围变化时透射率偏差小于0.2%,波长在772~792 nm内变化时透射率波动小于0.12%;10 h长时结果显示,当平均时间为100 s时,分光比与透射率的Allan方差分别为
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和
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。所提出的消偏振分光片具有良好的消偏振性能,可直接应用于光学测试计量和量子传感探测等精密测量领域。
消偏振 分光片 膜系设计 高分光比 nonpolarizing beam splitter film system design high splitting ratio 光学 精密工程
2023, 31(21): 3088
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
1 中山火炬职业技术学院, 广东 中山 528436
2 广东弘景光电科技股份有限公司, 广东 中山 528436
3 中山市博顿光电科技有限公司, 广东 中山 528436
紫外、蓝光、近红外等波段的光对人眼有一定程度的危害, 这些波段的光存在于各种光电系统中, 使用者需要佩戴防护镜进行防护。为了能够同时实现对上述三个波段的防护, 通过膜系设计软件设计了防护膜系和增透膜系, 采用电子束蒸发的方式进行了镀制, 以电阻蒸发的方式在镜片两侧加镀了防水膜, 并对镜片的光谱性能和防水性能进行了测试。结果表明, 研制的镀膜镜片在250~360 nm的紫外波段、400~430 nm的蓝光波段、500~780 nm的可见光波段、900~1400 nm近红外波段平均透过率分别约为0.5%、38%、96%、40%, 水滴角可达113°, 能够有效减少紫外、蓝光、近红外对人眼的伤害, 且镜片低偏色、可见光透过率高、防水效果好。
防护镜 光学薄膜 膜系设计 防水膜 protective glasses optical film film system design waterproof film
武汉东湖学院 电子信息工程学院,武汉 430212
纳米薄膜与光纤的结合为新型感测提供了各种潜在可能。为了分析温度敏感薄膜的膜系设计及其对光纤温度传感器传感特性的影响,根据光学薄膜理论和光纤传感器的温度感测原理,探讨了光纤温度传感器中敏感薄膜的膜系设计,并构建了薄膜型光纤传感器的温度传感特性模型。以测试系统的参数、性能以及其对干涉光谱的要求为基础,设计了对称性较好的法布里-珀罗薄膜腔。通过对比不同膜层厚度法布里-珀罗结构膜系的传感特性,筛选膜系,分析了高、低折射率薄膜材料的热光系数和热膨胀系数分别对温度传感特性的影响权重,为光纤温度传感器敏感薄膜的镀制及工艺制定提供理论依据。
光纤传感器 薄膜 膜系设计 法布里-珀罗 传感特性 fiber optic sensor thin film formula design Fabry-Perot sensing characteristics
1 上海理工大学 材料科学与工程学院,上海 200093
2 上海师范大学 数理学院,上海 200234
3 上海节能镀膜玻璃工程技术研究中心,上海 200083
4 中国科学院大学,北京 100049
针对中红外目标探测需求,采用多个截止带拼接的设计方法,结合TFCal膜系设计软件优化各个膜层厚度,得到了中红外双通道滤波器膜系。通过对膜系敏感层的分析,将总膜系分成两个膜系进行镀膜,成功制备出2.7~3.0 μm和4.1~4.4 μm双通道滤波器。得到的样品在2.7~3.0 μm波段平均透过率为73%,在4.1~4.4 μm波段平均透过率为81%。该方法提高了膜系设计效率,减少了膜层数和总厚度,可解决膜系过厚带来的开裂和脱膜等问题,节约了镀膜时间和成本。
中红外 双通道 滤波器 红外探测 膜系设计 mid-infrared dual channel filter infrared detection film system design
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
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