带通滤光膜陡度变形修正技术

截止陡度变形是带通滤光膜实际制备中的工艺难题,通过对周期性膜系结构等效折射率与基片进行导纳匹配优化设计,得到了规整结构的带通滤光膜系,对膜系制备过程中工艺参数变化规律分析,得出了电子枪蒸发源蒸发特性变化引起膜系截止带误差分离是陡度变形的主要原因,在修正误差后实际制备了陡度变化小于25 nm的带通干涉截止滤光膜.     

中红外3.9 μm长波通截止滤光膜研制

以薄膜光学和激光红外技术为背景,介绍了3.9 μm长波通截止滤光膜的用途、设计与制备方法。基于波动光学原理,首先分析了滤光膜设计方面的难点,其次讨论了薄膜选材、通带展宽、工艺制备等研究过程中的主要技术问题。利用计算机优化软件进行优化计算后,结合离子辅助工艺得到了吸收小、透过率高、光洁度与附着力良好的薄膜。目前相关的技术应用在中红外系统中有效改善了信噪比和响应度。     

3.7～4.8 μm中红外带通滤光膜研制

以光学薄膜理论为出发点,系统介绍了3.7～4.8 m带通滤光膜的理论设计与优化、实际生产制备以及成品测试方法。考虑到膜料性能及膜层匹配等问题,分别选用锗和一氧化硅作为高低折射率材料,并以氧化铝作为薄膜基底。确定了滤光膜的基础膜系,并使用Filmaster软件对膜系进行了设计和优化计算。在薄膜蒸镀过程中,根据材料选取合适的镀制工艺。通过温度控制、离子辅助等方法研制出了可靠性与光谱特性皆优的带通滤光膜,并对其光谱特性及膜层质量等进行了测试。根据设计目标修改工艺参数,最终确定可行的工艺流程,从而研制出了符合光学性能设计指标的3.7～4.8 m带通滤光膜。     

1.3～2.7 μm带通滤光膜研制与分析

光学薄膜技术广泛应用于几乎所有的光学系统、光电系统和光电仪器。新型探测器的发展对1～3 μm近红外波段附近的能量响应提出了滤波的要求。从电磁场理论和麦克斯韦方程出发,介绍了光学薄膜的设计理论,论述了带通滤光膜的设计方法。基于Optilayer软件,以氧化铝为基底,设计了一种工作波段为1.3～2.7 μm的近红外带通滤光膜。考虑到镀膜材料的匹配性问题,选择硫化锌和氟化镱作为高、低折射率材料。采用长波通与短波通相结合的设计方法,并用Optilayer软件完成了膜系的计算和优化。在氧化铝基底双面镀制膜,用电子束蒸发和离子束辅助沉积的制备工艺完成了膜系镀制。用分光光度计对制备样品进行了透过率测试。结果表明,在1.3～2.7 μm设计波段,样品的平均透过率大于95%,符合带通滤光膜的设计要求。     

光纤通信中帯通滤光膜的研制

光通信以光纤作为信号传输的媒介,由于其传输容量大、速率快、成本低等优点,因此在通信领域得到了广泛应用.随着科学技术的发展,以及5G通信技术的到来,为满足系统的需求,对通信系统中的帯通滤光膜进行研制.此次研究,以SiO2和Ta2O5作为膜层制备材料.然后,使用IBS镀膜设备制备了在13.5度大角度下使用的带通滤光膜,分析...     

氧化铝基体3.7 μm与4.8 μm双波段带通滤光膜研制

以红外光学和薄膜技术为理论背景,详细介绍了氧化铝基体表面3.7 m与4.8 m双波段带通滤光膜的特性、制备及测试方法。氧化铝（Al2O3）由于其透光区域较宽,牢固度好,便于光学系统使用而被经常应用于中波红外光学系统中。采用软件优化计算和双面镀制截止带通滤光膜的方案,通过速率控制、离子辅助等工艺方法研制成功了可靠性和光谱特性皆优的双波段带通滤光薄膜。分析认为设计结构和优化算法对于薄膜通带平坦度、截止深度以及透过率有着明显的影响。制备工艺方面,除了合适的蒸发速率外,采取缓慢蒸发和弱离子能量辅助也是很重要的关键技术,最终光谱透过率测试平均大于87%,通过了环境测试,符合使用要求。     

多角度光谱测量法制备短波通滤光膜技术

详细论述了短波通滤光膜的理论设计与实际制备结果,光谱曲线偏离的原因及修正方法。首先选择高、低折射率膜料设计短波通滤光膜系,然后进行实际膜系制备。由于镀膜机存在控制误差,使得实际膜层制备厚度偏离理论厚度,导致实际制备光谱曲线超差。通过利用多角度光谱测量法对制备结果进行测量,依据多次测量结果的曲线偏离量,判断产生膜层厚度误差的膜料、膜层厚度误差的偏差大小及方向。在修正膜层厚度误差后,制备了光谱曲线平坦变化的短波通滤光膜。这种光谱性能更好的短波通滤光膜可以避免光学系统的偏色效应,此项技术为短波通滤光膜的设计与加工提供了新的理论依据与制备方案。     

一种沿径向变透过率滤光膜的研制

本文提出一种径向可变透过率滤光片的镀制工艺方案，采用该方案镀制的滤光片，有效地解决了大视场角而又要求像面照度均匀的难题。     

用于红外焦平面探测器的2.95～5.05 μm带通滤光膜

中波红外焦平面探测器因在红外制导导弹、红外夜视仪等军事领域的重要性而被广泛关注,其中带通滤光膜具有滤除杂散光和保护探测器的作用。本研究的目的是针对中波红外焦平面探测器滤光膜的关键技术问题,通过分析、选材、优化等方法,制备出性能良好的中波红外带通滤光膜。以Ge为高折射率材料和基底,以SiO为低折射率材料,设计了带通膜系结构。不仅实现了在0°入射角下对2.95～5.05 μm波段大于92%的高透过率、通带宽度优于3.7～4.8 μm的常规应用,而且对2.95～5.05 μm之外的其它波段也能达到良好的截止效果。经测试,其光洁度、牢固性等各方面性能良好,可以很好地应用于中波红外焦平面探测器。     

窄带滤光片设计中通带半宽度、矩形度和陡度的影响因素研究

窄带滤光片设计中的一些参数,会对其性能产生影响.为了揭示它们之间的变化关系,在光学薄膜设计软件Essential Macleod中进行了模拟实验.主要针对窄带膜系中的高低折射率之差,干涉级次,反射层层数和腔数对其通带半宽度、矩形度和陡度的影响进行了分析,并得到了它们的影响规律.对于进行窄带滤光片的设计有一定的指导作用.     

3.5～4.0μm低温光谱带通滤光片的设计与研制

新一代气象卫星对红外带通滤光片的光谱控制提出了很高的要求:滤光片在工作温度(92K)下的光谱曲线被严格限定在一个由内、外框组成的区域之内。分别采用Ge和SiO作为高低折射率膜层材料,设计了含有4个谐振腔的带通膜系来提升通带边缘的陡度;对带通膜系中反射膜层的光学厚度进行了优化调整,压缩了通带内的波纹;根据膜层材料的折射率-温度变化特性,设计出了低温条件下符合光谱要求的带通滤光片。采用真空蒸发和光学极值监控的方法,研制出了92K低温下符合内、外框限制要求的带通滤光片,其通带内的峰值透射率达到93.2%,平均透射率达到91%,波纹幅度控制在5.2%以内。     

高性能静磁表面波带通滤波器设计

静磁表面波由于其易激发性和色散的可控性得到了较多的应用，可利用其制作高性能的静磁表面波带通滤波器。文中详细阐述了高性能静磁表面波带通滤波器各部分的设计方法，并利用仿真和实验结果证明了设计思路及方法的正确性．     

一种光学转换系统的实际应用

对用于一定目的的光学转换系统的原理进行简要的介绍,对它的应用作了详尽的说明,并同其它的方法作了对比,评价了其优越性和实用性。     

侧入式背光源视角特性研究

为了给液晶显示器亮度视角的设计提供依据,论文针对侧入式背光源的亮度视角进行了详细研究,考虑可能对其影响的3个因素,即灯源入光方式、导光板类型和光学膜层组配。首先,对2种不同入光方式,即短边入光和长边入光进行了研究;接着,对3种不同类型导光板,即油墨印刷、射出成型和热滚压导光板进行了研究;最后,对不同组配光学膜层进行了研究。测试数据显示在相同导光板和膜层组配的情况下,2种不同入光方式的二分之一亮度视角都为50°左右,但是短边入光方式在水平方向的亮度分布具有不对称性;在相同入光方式和膜层组配的情况下,不同类型导光板的二分之一亮度视角都为50°左右,且亮度分布很一致;在相同入光方式和导光板的情况下,不同膜层组配的二分之一亮度视角最小为27°,最大可达82°,数据变化较大。数据显示对亮度视角影响最大的因素为膜层组配,接着是入光方式,而导光板的类型对其基本没有影响。     

面向6G的可见光通信

无线通信中的频段资源已经十分紧张,在6G复杂的通信环境下,传统的无线通信也难以达到全面的高速覆盖。可见光通信作为一种利用400~800 THz无须授权频段的高速通信技术,将在6G网络中担任重要的角色。从器件、速率、特殊场景应用、异构组网和高速光互联5个方面讨论了可见光通信的进展,并介绍了现阶段面临的挑战和对未来的展望。     

采用角度分集接收技术的光学天线设计

为了克服可见光通信系统中码间干扰的影响,利用角度分集接收技术,提出了在半球体上分布多个朝向不同的光锥作为光学接收天线新方法。应用Zemax光学设计软件,结合Matlab工具和Origin软件的数据处理分析,通过仿真单个光锥在不同半顶角取值时小端面上的光强值随光线入射角的变化量,拟合得到了相应的函数表达式和曲线图;并在光锥集光器分布夹角的数值分析基础上,根据同一个光信号在相邻两个光锥小端面上的光强关系,确定了光锥两两之间的夹角,给出了具体的布局设计方案;最后讨论了整个半球系统上总光强的接收情况。     

一种新型室内可见光通信调制技术

基于白光发光二极管室内可见光通信系统的调制带宽有限,在调制带宽受限的条件下,如何进一步提升通信速率成为研究难点。文章设计了一种多进制变幅度变周期的调制技术,给出了调制符号结构及符号参数配置,详细分析、对比了该调制方式与开关键控、脉冲位置调制和数字脉冲间隔调制方式的带宽需求、传输容量、平均发射功率和误包率。仿真结果表明,相对于常用的数字基带调制方式,多进制变幅度变周期的调制技术占用调制带宽低、符号传输容量高且无需符号同步,提高了调制效率,也有效地提高了系统的通信速率。     

基于光子晶体光纤中自相位调制效应的6×40 Gbit/s 全光波长组播实验研究

基于非线性效应的全光组播,以其能直接在光域内将信息从单节点路由到多目标节点而受到广泛关注。实验证实了利用色散平坦高非线性光子晶体光纤级联光学滤波器实现全光波长组播的新方案,通过使用窄带光学滤波器次选择自相位调制加宽光谱分量,对速率为40 Gbit/s 的归零信号实现了极性保持、通道间距100 nm 的1 到6 信道全光波长组播。进一步研究了所设计全光波长组播器的动态特性,结果表明,它具有20 nm 的宽带波长调谐范围,同时,对输入信号的光功率波动具有较强的容忍性,系统整体结构简单,在未来透明光子网络中很有应用潜力。