紫外窄带滤光膜的镀制

<正> 前言 在应用薄膜光学中,滤光膜虽然不如增透膜和反光膜那样用得广泛,但它在整个光学领域却非常重要。光学、光谱学、激光、天文物理学等领域几乎离不开各样的滤光膜。滤光膜的设计和工艺标志着当今光学薄膜的水平。     

光纤通信系统中帯通滤光膜的研制

光纤作为光信号传输媒介,其具有传输速率高、信息量大等优点,因而在通信领域得到了广泛应用。在此背景下,为满足光纤通信系统的使用要求,对该系统中的帯通滤光膜进行研制。选用Ta2O5和Si O2作为镀膜材料,设计了含有5个谐振腔的带通滤光膜,分析并解决了耦合层膜厚监控的问题。制备的帯通滤光膜在1479~1504 nm处插入损耗小于0.3 d B,1260~1450 nm与1530~1620 nm处透射隔离度分别大于39 d B和31 d B,满足该系统使用要求。     

自由空间激光通信系统中多通道滤光膜的研制

激光通信作为一种通信手段,以其抗干扰能力强、保密性好、功率集中等优点,在军事和民用等领域得到广泛应用。为满足激光通信系统使用要求,提高信噪比,对系统中的滤光膜进行研制。选用Ti3O5和Si O2作为镀膜材料,依据倍频设计和双波长增透原理完成了三带通、宽反射带滤光膜的设计。通过膜厚缩放比例和逆向工程方法分析膜厚累积误差,重点解决了膜厚监控误差大的问题。制备的滤光膜在532 nm和1064 nm处透射率大于90%,808 nm处透射率大于85%,(1550±20)nm处透射率小于0.4%,满足该系统环境测试要求。     

紫外固化真空负压纳米压印系统的研制

气体压力施压是实现纳米压印技术中将模板压入转移介质的重要技术路径,在克服应力不均匀、保护基片和模板等方面优势明显。报道了一种旨在提高压印压力均匀性、低压力施压的真空负压紫外固化纳米压印系统的研制。制备真空腔室,腔室顶部利用弹性橡胶环结合紫外透过性好的SiO2玻璃与腔体连接,采用抽真空的方式形成负压,腔室外大气压强通过SiO2玻璃均匀地作用到压印模板上,将其压入液态紫外敏感光刻胶中,再采用紫外光固化光刻胶,分离后实现模板图形向基板的转移。压印力大小取决于腔室内外的气体压强差,通过调节腔室内部气压大小改变施加在模板上的实际压力,内部气压大小通过连通气压表观察。图形转移实验结果表明,所研制纳米压印样机系统能够实现图形的高保真转移,在基片上形成光刻胶材质的结果图形,500nm特征线宽图形转移实验结果清晰,在较大面积基片上的压印压力均匀性良好。     

红外探测器光学系统滤光膜的研制

为了提高红外探测器的灵敏度,针对红外探测器元件滤光膜的技术要求,采用Si和YbF3的膜料组合,依据薄膜理论,设计干涉截止滤光膜,满足了3个波段对光学性能的要求,并且在实际制备过程中优化了工艺参数,包括温度、蒸发速率以及离子源辅助沉积参数。通过多次实验研究,对设备的本身误差进行分析修正,提高了膜层厚度控制精度,在蓝宝石基底上成功镀制了1 064 nm透射率为91.5%、1 200～2 900 nm平均反射率大于97%、3 000～5 000 nm平均透射率为93%的3波段干涉截止滤光膜,给出了综合测试结果和实测光谱曲线。     

多波段激光滤光膜的研制

针对光学仪器对多光谱光轴测试的特殊要求,采用电子束真空镀膜的方法并加以离子辅助沉积系统,通过对材料的光学特性、膜系设汁和监控厚度误差的分析,优化工艺参数,在多光谱ZnS基底上,成功镀制多波段激光滤光膜,实现了多波段光谱的分束.所镀膜层在30°角入射条件下,可见400～700 nm波长范围内平均透射率高于90%,1064 nm和1540 nm波长处的透射率都低于5%,在红外波长10.6μm透射率高于92%,并且解决了膜层牢固性问题,能够承受激光光源的照射和恶劣的环境测试,完全满足光学仪器的使用要求.     

等离子显示器用滤光膜的研制

等离子显示器(PDP)图像的颜色和亮度由经过调制的脉冲电流控制,该脉冲电流会产生电磁波、近红外线以及氖黄光干扰,影响其效果,需安装滤光膜。通过对不同种类、不同厚度的涂层进行对比研究,开发了一种PDP用滤光膜,其EMI屏蔽效能大于45 dB,比进口的略低,但透光率达到43%、高于进口值。氖黄光透光率为15%,近红外透光率低于10%,成本不到进口膜的1/3,完全可以取代进口产品,用于PDP显示面板。     

可见与近红外激光通信系统光学滤光膜的研制

在空间光通信中,光学系统起着非常重要的作用,光学薄膜技术已成为制作光学元件的关键技术。对532、808、1064、1550nm激光工作的4个波段,选择Ti3O5和SiO2作为高低折射率材料,借助于膜系设计软件,采用电子束蒸发和离子辅助沉积的方法设计并制备了激光滤光膜。镀膜后的基片在808nm处的透射率大于90%,532、1064、1550nm处的反射率均大于99%。重点解决了808nm透射区半波孔的问题,通过对基片进行清洁、减少薄膜的吸收和进行真空退火等方法提高了膜层的激光损伤阈值。经过性能测试和评估,满足系统的要求。     

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...     

光纤尾纤波分复用滤光膜的研制

根据光纤通信无源器件对光学薄膜的特殊需求, 要求在光纤尾纤上镀制较复杂的波分复用滤光膜, 针对光纤镀膜所存在的难点问题, 利用TFCalc 膜系设计软件采用解析法设计出一个初始的规整膜系, 再结合梯度优化法在该规整膜系上有选择性的局部优化, 并考虑镀膜设备所允许的膜层灵敏度, 评估其鲁棒性和可镀制性, 从而设计出满足光谱特性要求的滤光膜膜系.然后通过对德国莱宝APS1104 型镀膜机进行内部结构改造并选择合适的冷镀工艺, 最终采用离子源辅助沉积对所设计的膜系进行了实际镀制, 获得了性能优良的光纤尾纤波分复用滤光膜.     

可见光变角度带通滤光膜研制

以薄膜光学为背景,介绍了可见光波段变角度带通滤光膜的用途、设计与制备方法。基于波动光学原理,首先分析了带通滤光膜的光学特性以及变角度使用的难点,其次讨论了0°~33°入射时薄膜选材、测试、工艺制备等研究过程中的主要技术问题。利用薄膜软件进行优化计算后,结合光学控制与离子辅助工艺得到了吸收低、偏移量小与附着力良好的薄膜。目前相关的技术应用在地形勘测相机中达到了空间变角度高分辨率成像的效果。     

光通信用光纤端面截止滤光膜的研制

为了满足光通信中对光纤端面镀多层膜的特殊需求,分析了光纤端面镀制截止滤光膜所存在的难点问题,利用TFCalc薄膜设计软件,采用解析法设计了一个初始膜系,再结合梯度优化法对初始膜系进行优化处理,成功设计出具有较好光谱性能的光纤端面截止滤光膜的膜系,并对德国莱宝APS1104型镀膜机进行了内部结构和镀制工艺的改进,最终采用离子源辅助沉积进行低温镀制,获得了性能优良的光纤端面截止滤光膜。结果表明,在光纤端面镀制多层的截止滤光膜,虽然存在很多困难,但选择合适的膜系和镀制工艺,依然能获得符合实际要求的滤光膜。     

彩色滤光膜色度测试系统的研究

彩色滤光膜(CF)色度指标对彩色液晶显示器的显示性能有着重要的影响,采用传统的分光光度计测量CF光谱透过率存在着严重的混光现象,研究分析了CF色度参数的表征与测试原理,设计了高精度的显微光谱测试系统。系统能够精密测试50μm尺寸样品的光谱特性,并且得到±0.005的色度座标测试精度。系统已应用在彩色滤光膜与彩色液晶显示器生产企业,取得了良好的效果。     

甲烷气体探测与识别系统窄带滤光膜的研制

依据光学薄膜理论及光学材料的特性,结合膜系设计软件,采用拆分技术原理,实现了双面膜系的设计,解决了单面膜层过厚、应力过大的问题。利用逆向分析法对实验测试结果进行反演,通过对膜层敏感度分布的研究,分析了产生误差的原因。采用不同的监控方式,使膜系的敏感层厚度得以精准控制。最终研制的滤光膜光谱测试结果表明,3.31μm单点透射率为93.7%,通带半峰全宽为49nm,1~3.2μm和3.4~5μm波段平均透射率为0.17%,满足系统使用要求。     

紫外区反射型滤光器

本文描述了一个在紫外波段具有高透射率的滤光器,其透射率可达95％左右,半宽度是480A,旁带截止深度小于0.1％。     

空间光通信系统三波段滤光膜的研究

空间激光通信常采用干涉截止滤光膜对不同波段的光谱进行分光。着重介绍了近红外三波段光学滤光片的研究与制备。根据膜系设计理论,分别选择TiO2和SiO2作为高、低折射率材料,借助膜系设计软件设计优化了合理的膜系,实现了770～860nm及1530～1575nm光谱范围双波段的高透过和1615～1700nm波段的高反射。采用电子枪离子辅助沉积系统进行制备。优化工艺参数,通过调整补偿挡板使膜厚均匀性控制在3%以内。虽然制备膜层较厚,但经检测其光学性能、机械性能及耐环境能力均满足使用要求。用轮廓仪检测所制备膜层的面形,其峰谷值变化达到预期要求。     

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。     

酒精蒸汽激光检测系统滤光器件的研制

为提高酒精检测系统的信噪比,根据比尔-朗伯定律确定双通窄带滤光片的技术参数;根据技术参数在Si基底上采用双面拆分法设计窄带滤光片,建立折射率渐变模型确定反演系数,实现膜层的准确控制。采用真空室原位退火法提高膜层聚集密度,降低膜层应力,进而提高膜层附着力,稳定膜层光谱性能;制备的膜层能够满足在(1392±10) nm和1530～1570 nm波段透射率大于90%,400～1350 nm和1600～1800 nm波段透射率小于1%,在1410～1515 nm波段透射率小于30%的要求。     

PDP用光学滤光膜

1996年开始销售的等离子显示屏(PDP)，作为大型平板显示器，已受到普通消费者的认可。除在机场等地作为揭示板业务方面的监示器大量使用之外，同时也迅速地渗透到家用电视机领域。