宽带减反膜的制备与试验研究

随着真空镀膜技术的发展和推广,高科技镀膜产品越来越多的应用于国民经济各个领域。本文结合本厂产品微光夜视瞄准仪中光学件的镀膜要求,对镀制450nm-900nm波段范围内的宽带减反膜进行简单介绍。宽带减反膜的设计没有简单可行的方法,只能依靠数值优化技     

新型减反膜的设计与制备

根据近年来实际应用中对减反膜的新的需求和指标要求,利用光学薄膜设计软件进行模拟和理论分析,采用常规的薄膜工艺和设备进行大量实验,设计并制备出三种新型的减反膜:含金属膜的减反膜(包括窄带金属减反膜,宽带金属减反膜,减反防静电抗电磁辐射膜),超低反射率减反膜和大角度减反膜,满足了实际器件的应用要求。     

硫化锌基底上减反膜的镀制

硫化锌是红外波段重要的光学材料,在许多光电系统应用中,要求镀制适当的减反膜增加其透过率.介绍了硫化锌基底上的减反膜,该设计是用薄的氧化钇层作为与硫化锌的结合层,用一氧化硅和锗分别作为低、高折射率膜料的膜堆组成的.这种五层膜满足环境稳定性标准,在3μm～5μm波段的某应用范围内平均透过率即可达96%,并在4.2μm处有超过98%的峰值透过率.     

硫化锌基底上减反膜的镀制

硫化锌是红外波段重要的光学材料,在许多光电系统应用中,要求镀制适当的减反膜增加其透过率.介绍了硫化锌基底上的减反膜,该设计是用薄的氧化钇层作为与硫化锌的结合层,用一氧化硅和锗分别作为低、高折射率膜料的膜堆组成的.这种五层膜满足环境稳定性标准,在3μm～5μm波段的某应用范围内平均透过率即可达96%,并在4.2μm处有超过98%的峰值透过率.     

硫化锌基底上减反膜的镀制

硫化锌是红外波段重要的光学材料 ,在许多光电系统应用中 ,要求镀制适当的减反膜增加其透过率。介绍了硫化锌基底上的减反膜 ,该设计是用薄的氧化钇层作为与硫化锌的结合层 ,用一氧化硅和锗分别作为低、高折射率膜料的膜堆组成的。这种五层膜满足环境稳定性标准 ,在 3μm～ 5 μm波段的某应用范围内平均透过率即可达 96% ,并在 4.2 μm处有超过 98%的峰值透过率。     

阶段离子束辅助法制备基频减反膜

在研究阶段离子束辅助制备方式对薄膜性质影响的基础上,采用电子枪蒸发及离子束辅助沉积制备了氧化铪及氧化硅单层膜,采用阶段离子束辅助沉积及全程非离子束辅助沉积制备了基频减反膜。测量了所有样品的弱吸收、残余应力和激光损伤阈值。结果发现,相对电子枪热蒸发制备的样品,离子束辅助沉积的单层膜具有大的弱吸收、低的激光损伤阈值,且张应力减小,压应力增加;阶段离子束辅助沉积制备的减反膜剩余应力变小,弱吸收稍微增加,激光损伤阈值从10.91 J/cm²增加到18 J/cm²。分析表明,离子束辅助沉积在引入提高样品激光损伤阈值有利因素的同时,也引入 了不利因素,阶段离子束辅助沉积在引入有利因素的同时,有效减少了不利因素的引入,从而提高了样品的激光损伤阈值。     

望远镜反红膜

<正>把长波截止波光膜的设计波长控制在希望值.便可镀制小入射角时对全色光反射鲜艳的宝石红色及透射柔和的淡绿色,这就是红色装饰膜.近年来,这种红色装饰膜已被一些单位引入民用望远镜,但由于反红膜的制造工艺及对设备的要求苛刻,“引入”水平不高,目前大约只有40%左右.1994年我公司上马望远镜.由于带红膜的望远镜有很高的经济效益,1994年底从成都南光食品厂购进一台ZZS700—I/G型多层膜镀膜机,专用于镀制红膜.1 膜堆设计     

宽频太赫兹减反增透器件研究进展

介绍了国内外宽频太赫兹减反增透器件的研究进展以及在基于高阻硅衬底的聚苯乙烯上用热压印法制备出的一种减反结构。利用这一减反结构制备出的减反器件的透射率比传统的结构要增加近20%,在基于高阻硅衬底的高折射率纳米复合材料(TiO2-COP)上,经热压印后的减反器件在1.02THz处的透过率为64.9%。最后简要地介绍了太赫兹减反增透器件的实际应用。     

应用IAD工艺在室温塑料片上淀积MgF2减反膜

本文介绍了应用离子辅助淀积技术(IAD)在室温塑料基片(CR-39)上淀积MgF_2减反膜。应用IAD工艺在塑料基片上淀积的MgF_2单层减反膜光学性能稳定,牢固度耐磨性等机械强度指标明显提高。XRD分析表明离子辅助轰击有助于薄膜结构晶化。应用该工艺可以解决由于塑料基片不能加高温烘烤因而无法制得牢固优质膜层的问题,这无疑为塑料基片的表面处理开辟了一条新途径。     

极紫外宽带多层膜反射镜离散化膜系的设计与制备

极紫外(EUV)宽带多层膜的光谱性能对膜厚控制精度要求较高,仅由时间控制膜厚的镀膜系统难以满足其精度控制要求。本文提出了基于进化算法的宽带EUV多层膜离散化膜系设计方法,与传统膜系设计相比,离散化膜系所制备多层膜具有更为优良的EUV反射光谱性能。为验证离散化膜系设计在宽带EUV多层膜研制中的优越性,采用磁控溅射方法对具有离散化膜系的宽带多层膜反射镜进行了制备和测试。测试结果表明:研制的宽角度多层膜反射镜可实现入射角带宽为0°～17°,高于41%的反射率;研制的堆栈宽角度多层膜反射镜可实现入射角带宽为0°～18.5°,高于35%的反射率;研制的宽光谱多层膜反射镜可实现波长带宽为12.9～14.9 nm,高于21%的反射率。     

近紫外区宽带反光镜的膜系优化设计与制备

依据紫外光学系统中紫外反光镜的使用要求,并结合汞灯发光光谱,提出了R93%@300~450 nm(R为反射率);T_(avg)85%@500~1 000 nm(T_(avg)表示平均透过率)的近紫外区宽带高反射率的设计指标。选用Ta_2O_5和SiO_2分别作为高低折射率材料,并采用正交试验法确定了Ta_2O_5和SiO_2膜料的折射率、消光系数和制备工艺参数。在规整周期性膜系的基础上,利用膜系设计软件进行优化设计,同时分析了膜层的敏感度,保证了镀制的可重复性。通过曲线测试和环境试验结果表明,该膜系满足设计使用要求。     

改进型量子进化算法在宽带EUV多层膜设计中的应用

为提高基于量子进化算法(QEA)在宽带极紫外(EUV)多层膜设计中的求解效率和精度,本文利用宽带多层膜的光学性能评价函数的梯度信息改进QEA,建立具有明确进化方向的适用于宽带EUV多层膜设计的改进型量子进化算法(IQEA)。对比分析了基于IQEA和QEA的宽带Mo/Si多层膜的膜系设计过程和结果,结果表明,基于IQEA的多层膜膜系设计理论方法具有更优越的求解效率和精度;同时,IQEA同样可以小种群规模进行多参数优化。基于IQEA的宽带Mo/Si多层膜的设计理论实现了包括入射角为0°~18°,反射率达50%的宽角度多层膜,以及反射光谱带宽为13~15nm,反射率达25%的宽光谱多层膜的设计。基于IQEA的宽带高反射率EUV多层膜的理论膜系设计方法为复杂多层膜的理论设计提供了一种可供选择的高效膜系设计方法。     

具有更低折射率比的全向高反膜的设计

对于λ/4膜系,如欲实现宽带全向反射,宜采用高折射率比的镀膜材料,讨论了在低折射率比条件下的全向高反膜。借助Filmstar膜系设计软件对所设计的几种初始膜系进行了优化,并分析了材料折射率和吸收以及膜厚误差对优化结果的影响。在此基础上,采用高斯分布的初始膜系,优化设计了高低折射率分别为2.16和1.44的全向高反膜。它在530nm处对任意入射角都具有98%以上的反射率,并在530nm～560nm波段内对从0°～60°入射的光具有99%以上的反射率。     

一种设计真空紫外高反膜的新方法

在真空紫外强吸收波段采用"逐层"(LBL)设计法。通过阐述"逐层"设计的理论基础和膜材选择的基本原则,运用MatLab软件,用解析加复平面作图法设计了对应于50～200nm波段的高反膜系。以熔融石英基底上硅、碳组成的膜系为例,用这种设计方法获得的平均反射率最高可达64%。对比常规周期多层膜,这种设计法可以明显地提高强吸收波段的反射率。     

一种基于Galerkin映射减基法的结构参数反求方法

针对结构特性参数识别问题,提出了一种基于Galerkin映射减基法的参数反求方法。采用该方法对结构进行有限元建模,在观测点位置通过对向量子空间的夹角进行评判,构造出非奇异的观测点基矩阵及相应的整体基矩阵。通过使向量离散L2范数最小化途径构建结构参数的减基识别模型,进而利用信赖域优化技术求解得出问题的结构参数。算例表明,该方法在反求精度和总体计算效率方面优于传统方法。     

光纤端面半反膜晶控镀制实践

叙述了一个利用石英晶体膜厚控制系统在光同镀制半反射膜的工艺探索过程,包括膜系设计、工艺参数的修正。简要介绍了光控与晶控的特点,以实例证明了特殊情况下低温镀膜的可行性。