自聚焦透镜滤光膜的研制

针对光纤通信系统中自聚焦透镜滤光膜的工作要求,设计了用于激光波段808nm的窄带滤光片,要求808nm处的透射率不小于90%,半峰值宽度为10nm。选取了激光损伤阈值较高的Ta2O5和SiO2作为高低折射率材料,借助膜系设计软件设计膜系。采用电子束真空镀膜的方法,同时加以离子辅助沉积,调整镀膜工艺参数,改进膜厚控制方法,提高了膜厚的控制精度,减少了中心波长的漂移量和膜层的吸收。该薄膜能够承受雨淋、盐雾、高低温等环境测试,满足使用要求。     

10.6μm激光分束镜的研制

本文针对激光分束镜的使用要求,着重介绍了10.6μm处1∶1分光且误差不超过±5%薄膜的研究与制备工艺。根据膜系设计基本理论,分别选取Ge和ZnS作为高、低折射率材料,借助膜系设计软件设计满足要求的膜层,并采用电子枪离子辅助沉积系统进行制备。通过优化镀膜工艺参数,在ZnS基底上制备了10.6μm处（透过率/反射率=49.5∶50.5）满足使用要求的薄膜,膜层具有较好的光学性能,其抗激光损伤、牢固度等性能指标均满足要求。     

相变光盘的膜层计算与分析

利用光学矩阵，计算了记录介持为Ｔｅ４ＧｅＳｂ２四层膜系相盘的光学特性参数（如反射率、透射率）及对比度与各层膜厚的关系，给出了理想的膜层厚度值，光分析了各层介质的特性及作用。     

指纹仪系统宽截止短波通滤光片的研制

为满足指纹仪系统中光学元件的使用要求,常采用干涉截止滤光片使一部分光透过而另一部分光截止,由于截止带要求较宽,为了展宽截止带,采用在一个多层膜的基础上加镀一个不同中心波长多层膜的方法设计膜系,通过对膜系的优化压缩了通带的波纹,用电子束蒸发法进行膜层制备,采用石英晶体振荡法控制膜厚,通过对工艺参数的调整有效的减少了TiO2材料的吸收,最终制备出的膜层在380～550nm平均透过率T>90%,570～900nm平均反射率R>99%,满足指纹仪系统的使用要求。     

厚膜光学参数的椭偏消光法测量

讨论了三相椭偏方程对于解算膜厚大于一个周期的介质薄膜(厚膜)光学参数的原理和方法；给出了在WJZ型多功能激光椭偏仪上进行的测量实例及计算结果。     

激光反射镜中的光学损耗

激光反射镜中的吸收散射损耗,限制了反射率的进一步提高。本文讨论反射镜的吸收散射理论以及减小损耗、提高反射率的途径。基于反射镜中的驻波场分布,设计的19层ZnS/MgF_2—ThF_4组合膜系,具有极小的光学损耗。实验证实,制备损耗低于0.2％和反射率高达99.8％的优质反射镜是完全可能的。     

光学薄膜厚度的监控

提出了一种多层１／４波长膜系的薄膜厚度监控方法．利用这种方法可以在监控过程的同时得到膜层的光学常数且具有监控精度高的优点．该方法也可用于非１／４波长膜系的控制     

黄光激光器聚光元件减反膜的研究

为满足589nm黄光激光器聚光元件双波段减反膜的使用要求，根据有效界面法设计原理设计膜系，以Ta2O5和SiO2为镀膜材料，使用TFC膜系设计软件对膜系进行优化，运用电子束蒸发方法和离子束辅助沉积方法，在零膨胀玻璃上镀制589nm反射率在2%~3%之间、1064nm反射率小于1%的双波段减反膜，通过膜系结构和工艺参数的优化解决了589nm反射率在2%~3%之间难以控制的问题，获得了符合聚光元件使用要求的减反射薄膜。     

X射线超反射镜鲁棒性膜系设计

为降低X射线超反射镜镀膜误差导致的光谱性能退化、提高其可制备性,提出了基于多目标遗传算法的X射线超反射镜鲁棒性设计方法,将X射线超反射镜的反射带性能和膜厚随机误差引起的反射带偏差作为两个优化目标进行优化.考虑到X射线光学系统掠入射反射的特殊性,在优化求解的计算过程中加入了入射光发散角对多层膜反射率的影响,进而分别设计了具有掠入射角度带宽和能量带宽的两种X射线多层膜反射镜鲁棒性膜系.结果表明,相比只优化光学性能的传统优化设计方法,鲁棒性设计方法能够得到反射性能良好且对膜厚随机误差不敏感的超反射镜膜系设计.     

窄带滤光片光学极值法直接监控的光学设计

窄带滤光片是应用于光谱学、激光、天文物理学、通信等各个领域的光学组件,精确控制每一层膜厚是制备滤光片的困难所在.采用光学极值法直接监控工件,可以同时制备多件滤光片.设计了监控光路和信号获得电路,通过探测到的测试信号,监控薄膜膜厚,实现了直接监控.     

红光Nd:YAG激光器用光学薄膜的研制

从产生660nm红光Nd:YAG激光器制作机理出发,分析了其使用的几种光学薄膜,采用光学薄膜理论的矢量合成方法.利用计算机膜系设计软件优化.并经过适当修正后得到便于控制的短波通膜系、二倍频高反射膜系,选择适当的薄膜材料和工艺参数,制备出与理论计算结果相吻合的几种光学薄膜,满足技术指标要求.     

快中子治癌装置中的光学准直与激光定位系统

光学准直与激光定位系统是快中子治癌裴置中的辅助设备,前者模拟中子束流轴及中子照射野,后者可清晰地显示治疗室空间两个“等中心点”的位置。该系统由5台He—Ne激光器及其辅助零、部件组成。中子,可见光分束器由薄铝制成,其反射率>70％。当光束漂移>0.3m rad时,即给出报警信号。     

土体温度光纤精细化监测室内试验研究

传统温度传感器在测量地下土体温度时存在耐腐蚀性差、易受电磁干扰、易被破坏等不足,难以准确和全面地掌握土体温度的长期变化。通过对比分析常用的几种分布式光纤测温技术,提出采用光频域反射技术来监测地下土体温度。根据光频域反射技术高精度和高空间分辨率的特征,给出了土体温度光纤精细化监测的布设方案和监测数据的分析思路。为了验证光频域反射技术在土体温度监测方面的优势和可行性,开展了土体温度室内模拟监测试验,设计出了一套土体温度光纤精细化测温装置,采用光频域反射技术对不同容器内的土体和水体温度进行监测,掌握了土体和水体温度的变化情况,并与传统测温方法进行了对比,结果表明,光纤测得的土体温度结果与传统方法得到的结果基本一致,但光纤测温可以实现分布式测量,相对于传统方法优势显著,对于土体温度精细化测量而言,取得了良好的成果。     

Optical, mechanical and laser-induced damage threshold properties of 1 064 nm, 532 nm frequency-doubled antireflection coating for LBO

1 064 nm, 532 nm frequency-doubled antireflection (AR) coatings with buffer layer of SiO2 between the coating and the substrate were fabricated by the electron beam evaporation technology on the substrate of lithium triborate (LiB3O5 or LBO) crystals. The residual reflectance of the sample is 0.07% and 0.11% at 1 064 nm and 532 nm, respectively. The adhesion and the laser-induced damage threshold (LIDT) of the sample are greater than 200 mN and 18.6 J/cm2. The strengthening mechanism of adhesion and LIDT of the buffer layer of SiO2 were discussed by considering full plastic indentation and shear theory, and spallation of a plated film induced by thermal shock stress, respectively.     

基于光纤技术的井筒围岩稳定实时监测系统

针对井筒围岩变形监测受采动影响的问题,提出了采用光纤传感技术监测井筒围岩变形的方法.研究了光纤传感器的不同埋入方式、粘结材料以及施工工艺对结构变形监测的影响,结合金川Ⅱ矿区14行风井加固工程,设计并布设了光纤光栅传感监测系统.现场监测结果表明,基于BOTDR的分布式光纤传感技术具有实时性、远程和自动监测围岩变形的优点,可以直观地得到井筒在不同位置的围岩变形分布特征,为井筒围岩变形提供了准确的测试数据.     

高反射红外辐射涂料的制备与性能

选用Al2O3、ZnO和SiO2为耐火骨料,加入4种高反射率材料,分析高反射率材料的含量对反射红外辐射涂料反射率的影响.利用正交试验设计,确定涂料最佳配方.实验结果表明：当加入空心微珠30%、TiO27%、Cr2O311%和ZrO212%时,涂料的热反射率达到92%.     

A novel coating technology for fast sealing of air leakage in underground coal mines

Air leakage in underground coal mines presents a serious hazard for coal production and the safety of miners. Coating technology is commonly used as an efficient means for preventing air leakage. To address existing problems with high dust concentrations in large operations involving complex processes and the high cost of traditional coating technology, a novel coating technology that ensures intrinsic safety by utilizing water pressure and wind pressure was developed. This new coating technology was designed to suction and spray, and the technical parameters of its spray performance was also studied. The experimental tests and evaluation indicated the optimum working range is 0.3–0.7 MPa of wind pressure,1.2–10.2 L/min of water quantity, and 1.0–3.5 m of spraying distance. Moreover, this novel coating technology was tested in the Dashuitou Coal Mine in Gansu Province of China. Compared with conventional counterparts, the proposed new technology is safe, efficient, and convenient to operate. During spraying,dust concentrations were kept at less than 10 mg/m3, and the average rebound ratio resilient rate of solid materials was below 13%. After spraying, the average leakage every 100 m was 4 m3/min, and the oxygen volume fraction in the adjacent goaf was approximately 4%, demonstrating excellent air leakage prevention.     

半导体激光熔覆高硬Ni基WC涂层

为提高球阀的使用寿命,通过激光熔覆技术,在304钢基体上制备Ni28+WC涂层,并研究WC含量和激光器功率对涂层表面性能的影响.借助金相显微镜、显微硬度计研究了不同含量WC下涂层的裂纹情况、稀释率及硬度.研究结果表明:随着WC含量升高,涂层硬度显著提高,稀释率逐渐降低,增加激光输出功率可以促进WC颗粒融化从而提高稀释率,当WC含量为30%时,涂层无裂纹,平均显微硬度达到580Hv0.1,稀释率为4.9%,涂层与基地之间实现冶金结合.WC含量高于40%时,由于未融化和析出的WC颗粒的增多,涂层开裂.     

光学塑料元件耐磨涂层的制备工艺研究

为了提高光学塑料表面的耐擦伤强度，本文采用溶胶－凝胶法，在光学塑料表面上镀制了具有一定耐磨性和强度的耐磨涂层，并介绍了光学塑料表面预处理的方法和采用溶胶－凝胶法在化学镀膜机上制备耐磨涂层的基本工艺；还着重描述镀膜液的制备和影响镀膜的各种因素。