计算机控制使非球面加工不再成为难题

非球面元件可以使复杂的多元件设计变得异常简单,同时它们可以提高设计者设计出高性能光学系统的能力。在一个多元件系统中,一个非球面元件可以替代两个,有时是三个球面元件。对于红外(IR)系统来说,非球面可以使用,因为很多红外材料都适合于单点金刚石车削。与此相反,可见光系统当中所使用的脆性光学玻璃是典型的不适合于金刚石车削的材料。     

红外光学薄膜技术

介绍了红外光学薄膜在红外光学系统中的作用.详细阐述了红外光学材料的选择、相应薄膜材料的选取以及红外增透保护膜的几种设计方法,并重点介绍了类金刚石(DLC)、碳化锗(GexCl-x)、磷化物(GaP)、金刚石(Diamond)等几种薄膜材料光学性能及其应用,最后对红外增透保护膜未来的发展进行了展望.     

用激光光刻法制备大直径衍射元件

现在,绝大多数光学系统依靠反射或折射元件来实现某些功能。有资料表明,衍射光学元件(DOE’s)在特定应用中具有某些优点。有各种制备DOE’s的技术,如金刚石切削技术可以把各种红外材料、金属或塑料制成衍射表面。还有一种金刚石工具可用来直接在衬底材料上切削出衍射表面的凸凹纹。金刚石切削一般用在反射金属表面或红外材料(如锗)上。也有可能用金刚石加工应用于注模塑料法中的母版元件。金刚石切削技术能制备具有高衍射效率的衍射表面。用该技术获得最佳衍射效率的关键在于如何将金刚石工具顶端雕刻成所希望的形状。这一技术的主要缺点是加工工具成本过高,而且难以将其用在一些光学材料     

类金刚石膜制备技术及在红外元件上的应用

类金刚石膜制备技术及在红外元件上的应用李福升，赵强，洪伟（航天工业总公司八三五八所天津３００１９２）类金刚石膜是一种性能极其优异的红外涂层材料。本文主要阐述在大型红外光学元件上沉积类金刚石膜的工艺技术，以及类金刚石膜作为红外涂层在红外材料上的重要应用...     

硫系玻璃在红外成像系统应用进展

随着红外热像仪在民用领域的广泛应用,低成本高性能的产品正得到业界的重视。本文主要介绍了硫系玻璃在红外光学设计领域的应用前景。相对于红外领域常用的材料单晶锗,硫系玻璃不但具有低成本,折射率随温度变化小(dn/dt)的特点,而且,由于它是非晶态材料,可以用精密的模压工艺来代替用于晶体材料的单点金刚石车削工艺,其批量加工的成本得到了大幅的降低,产品的稳定性,一致性也得到了明显的提高。     

国外资料索引

一、红外技术红外材料 256 长波红外探测用三元化合物半导体的研究 Research on ternary compound,semiconductors for long wavelength infrared detection,M.W.Scott,AD 763 466,49p(1973). 本报告研究三元金刚石类半导体能否用作长波红外探测器材料。研究的料材有A(Ⅱ)B(Ⅳ)C2,A2(Ⅰ)B(Ⅳ)C3(Ⅵ)和A3(Ⅰ)B(Ⅴ)C4(Ⅵ)     

黑色组织对直流电弧等离子体喷射金刚石自支撑膜光学、热学性能的影响

利用直流电弧等离子体喷射化学气相沉积法进行不同质量的金刚石厚膜的制备。金刚石膜用倒置荧光显微镜(OM)、高分辨电镜(HRTEM)、电子能量损失谱(EELS)、拉曼谱(Raman)进行表征,同时测量了不同质量金刚石膜的红外透过率和热导率。研究结果表明,黑色组织主要是金刚石膜中的夹杂物,成分主要是非晶碳和杂质氮。对于光学级透明金刚石膜,具有很高的红外透过率和热导率,黑色组织的存在明显降低了金刚石膜的质量,对金刚石膜的红外透过率和热导率的影响非常显著。     

国外简讯

声光可调滤光器 美国Brimrose公司宣布了供化学、生物、环境控制和分光器领域用的声光可调滤光器(AOTF)系列产品。该公司称AOTF产品在整个光谱范围内可进行快速、随机存取调谐。它们可工作于紫外、可见和红外光谱区域。AOTF能够取代滤光盘、光栅和校准器。 Crystal Techology公司生产的声光可调滤光器供光谱仪和色散测量使用。该装置的工作波长为0.34—4.5μm,具有微秒扫描0.1nm分辨率和大的视场。     

CVD金刚石的红外增透和抗氧化研究

CVD金刚石具有一系列优异的性能,红外透过率高、吸收系数低,抗热冲击、耐磨损能力强,是理想的长波红外（8μm～12μm）高速飞行器窗口和头罩材料。但是,CVD金刚石的高温氧化现象严重损害了其红外透过率。因此,CVD金刚石的红外增透、抗氧化就成为大家关注的焦点。这里介绍了目前提高CVD金刚石红外透过率的主要途径和研究进展。     

基于DMD的动态红外投影系统分光系统设计

动态红外投影技术是红外硬件闭环仿真(HWIL)和红外成像测试与评估的关键技术,它能够在实验室内实物模拟红外成像,从而降低光电系统的研发成本和提供可重复的实验环境。介绍了动态红外场景投影技术及其分类,描述了基于DMD动态红外场景分光系统的设计过程。为了解决系统中分光的问题,采用棱镜设计的理论设计了分光棱镜,给出了设计结果,经验证满足要求。为了获得更好的透过率和更紧密的结构,可以选取更好的材料来改进设计。     

不同取向金刚石薄膜的红外椭圆偏振光谱特性研究

采用红外椭圆偏振光谱仪对HFCVD方法所制备的不同取向金刚石薄膜的光学参数进行了测量.结果表明(001)取向金刚石薄膜具有较佳的光学质量,在红外波段基本是透明的.在2.5~12.5μm红外波长范围内,(001)取向金刚石膜的折射率和消光系数几乎不随波长的改变而变化,折射率为2.391,消光系数在10-5范围内;对于(111)取向金刚石膜,其折射率和消光系数随波长的改变有微小变化,折射率和消光系数都低于(001)取向膜.通过计算拟合得到(001)取向金刚石膜的介电常数为5.83,优于(111)取向膜.     

用于高功率CO2激光器的金刚石光学器件

高级磨料和工业金刚石材料供应商Element Six宣布，他们已经具备了设计和生产用于高功率CO2激光器的金刚石光学器件。该公司产品包括输出耦合器、分束器和输出窗口。     

硼掺杂p-型半导体金刚石薄膜的气相合成及其掺杂行为的研究

利用灯丝热解CVD方法以甲烷和氢气为原料、以单质硼为掺杂源,制备了高晶体品质的硼掺杂多晶金刚石薄膜。其晶体结构及晶格常数与天然立方结构金刚石相同,硼掺杂后未引起金刚石薄膜中非金刚石碳含量的增加。证实了硼掺杂金刚石薄膜为p-型半导体材料,其最大硼掺杂浓度接近10~(20)cm~(-3),最大室温空穴载流子浓度达到10~(18)cm~(-3)。由硼掺杂金刚石薄膜红外吸收数据及类氢模型的估算证实了硼在金刚石的禁带中引入了位于价带以上约0.35eV的受主能级。     

红外材料与器件技术的发展

从世界范围来看,红外材料、器件仍处在不断发展的态势。以HgCdTe而言,当前大量使用的红外探测器产品,还主要是由体材料制成。尽管有权威的专家预言体材料存在不可克服的问题,但其生长技术仍在不断改进;液相外延技术近7～8年来有很大发展,并取得成就;制备红外探测器的材料并没有以HgCdTe为其终点,还在继续研究新材料;新设备新技术的引进,使红外材料、红外探测器的工艺水平有显著提高;用MBE(分子束外延)和MOCVD(有机金属化学汽相淀积)新技术制备红外材料和器件的研究工作、正迅速开展。我认为所有这些工作都是在深入研究材料基本性质的基础上开展起来的。     

MPCVD金刚石薄膜的红外椭偏光学性能研究

椭圆偏振光谱法是一种非破坏性光谱技术。为了获得微波等离子体化学汽相沉积(MPCVD)金刚石薄膜的最佳沉积条件,用红外 椭圆偏振光谱仪对MPCVD金刚石薄膜的红外光学性能进行了表征测量,并分析了衬底温度和反应室的压强对金刚石 薄膜的红外光学性质的影响。当甲烷浓度不变,衬底温度为750℃,反应室的压强为4.0kPa时,金刚石膜的红外椭偏光学性质达到最 佳,其折射率的平均值为2.393。研究结果表明,金刚石薄膜的光学性能与薄膜质量密切相关,同时也获得了最佳的金刚石薄膜工艺 条件。     

国外红外成象技术

光机扫描式红外成象技术是继五十年代下半期红外跟踪(包括导弹制导、靶场弹道导弹跟踪、红外雷达等)得到应用之后,红外技术在应用上的又一大进展。六十年代上半期,使用室温单元红外探测器的医用热象仪开始得到应用,典型产品是美国巴恩斯公司的M1-A型医用热象仪,     

GaAs调制器的劲敌——CdTe

1970年长波(红外)激光装置采用碲化镉之后,其应用将大大增加。美帝休斯飞机公司的研究表明,这种电-光材料可能成为目前广泛使用的砷化镓（GaAs)的主要竞争者。     

基于DMD的红外目标模拟器分光系统设计

基于DMD(数字微镜阵列)的红外目标模拟器是利用DMD反射调制入射的红外辐射,在实验室内模拟真实目标和背景的红外成像,对红外探测和传感设备进行性能测试和评估。介绍了基于DMD的红外目标模拟器的整体结构,阐述了DMD的工作原理,分析了分光系统的设计思想。为了解决照明系统和投影系统结构容易发生重叠的问题,设计了分光棱镜将DMD的照明光束和由DMD反射的投影光束分离开,并用ZEMAX对分光棱镜进行了优化和模拟,设计结果符合使用要求。     

Design of infrared target simulator's optical splitting system based on digital-mirror device

基于DMD(数字微镜阵列)的红外目标模拟器是利用DMD反射调制入射的红外辐射,在实验室内模拟真实目标和背景的红外成像,对红外探测和传感设备进行性能测试和评估.介绍了基于DMD的红外目标模拟器的整体结构,阐述了DMD的工作原理,分析了分光系统的设计思想.为了解决照明系统和投影系统结构容易发生重叠的问题,设计了分光棱镜将DMD的照明光束和由DMD反射的投影光束分离开,并用ZEMAX对分光棱镜进行了优化和模拟,设计结果符合使用要求.     

单点金刚石切削InSb单晶的研究

InSb红外焦平面探测器一直在中波波段占据重要地位。随着科技的发展,迫切需要针对InSb单晶的精密加工方法。采用单点金刚石切削(Single Point Diamond Turning,SPDT)精密机床对InSb晶体进行减薄工艺开发。在机床加工工艺中,可变参数有主轴转速、单次去除量和进给速度等。通过正交试验,确定了单点金刚石切削InSb晶体的最佳工艺参数。对于切削后的InSb晶体,结合双晶衍射测试,其切削损伤低于3 μm。InSb红外器件流片证实单点金刚石切削InSb晶体工艺能满足用户的使用要求,获得较好的结果。