多半波滤光片及其设计

介绍了简单法布里－珀珞滤光片和多半波滤光片的结构和特性，并且对两者的透射率光谱特性进行了比较。分析了多半波滤光片的特点，进行了最优化的膜系设计。文中给出了一种最优化设计的程序流程图。     

2000—2500埃法—珀型金属—介质干涉滤光片的制备(研制进展报告)

用铝膜作高反射层,氟化镁膜作间隔层,采用双半波二级次与一级次滤亢膜系相结合,制成了2500埃以下波段具有高度自截止的远紫外窄带滤光片。主峰透射率≥25％,通带半宽度为150—180埃,对比度优于200。基本无旁带次峰,解决了不用远紫外玻璃来消除次峰的困难。在制备中,改进了铝膜镀制工艺和厚度控制方法,提高了金属—介质膜滤光片主峰波长定位精度,用普通的镀膜设备研制成功了满足燃化工业所要求的远紫外滤光片。     

一种双通道窄带滤光片的设计与制备

对光子晶体技术在滤光片设计中的应用进行了可行性研究。利用一维光子晶体进行了双通道窄带滤光片的设计,并利用离子束辅助沉积方法进行了滤光片的镀制。同时研究了膜层的误差对滤光片光谱性能的影响,表明其敏感层主要是缺陷层。实验结果表明,运用光子晶体概念进行双通道窄带滤光片设计是可行的。     

诱透射带通滤光片设计

本文利用势透射率概念设计诱透射滤光片(以下简称IT滤光片)。分析了这种滤光片的通带形状,通带半宽度,峰值透射率,截止深度等与吸收层的几何厚度d,介质膜系折射率之差值n_h—n_L,以及组成λ/4堆的周期数P之间的关系。设计结果表明,对于任意厚度的吸收层,只要合理设计匹配层与λ/4堆,便可以得到通带形状良好,峰值透射率接近最大势透射率,长波无旁通带并且截止很深的IT滤光片。本文还给出了包含吸收膜堆的IT滤光片设计,以及得到高峰值透射率和窄通带半宽度的方法。     

干涉滤光片及其检定

干涉滤光片是用来获得近似单色光的光学器件。本文谈谈砝布里—珀罗干涉滤光片和多层介质干涉滤光片的结构原理、光学特性及应用、检定与维护等问题。一、结构和原理 1.砝布里—珀罗干涉滤光片这种干涉滤光片由两块适当的玻璃板组成。玻璃板相对的表面镀上一层部分反射的金属薄膜,两板之间充以透明介质。这种结构称为砝布里—珀罗标准具,如图1所示。     

高透射深宽截止双通带荧光滤光片设计与PARMS镀制

以Nb_2O_5和SiO_2为光学镀膜材料设计了可见光区双通带BP561nmBP687nm超多层膜系干涉滤光片。采用直接光控和速率控制混合的膜厚监控方案,制造工艺采用OMS Simulator设计并模拟镀膜过程,模拟膜厚误差优于±0.1%,并在PARMS镀膜机上进行镀制。制造光谱结果:双通带滤光片波长定位精度均小于±2nm,峰值透过率高于95%,截止区300-950nm背景优于OD6,完全满足荧光检测的成像需求。     

基于导模共振效应的多通道窄带滤光片的设计

基于导模共振效应设计了几种多通道窄带滤光片,并利用严格耦合波法分析其光谱特性。在设计的单层滤光片的基础上增加第一层高折射率缓冲层,当厚度为523.8 nm和689.2 nm时,得到双通道和三通道的反射峰,在此基础上增加第二层厚度为768 nm的低折射率缓冲层,得到四通道的反射峰。另外,通过调节单层滤光片的入射角度得到对称的双通道反射峰。     

1064nm导模共振滤光片的设计与分析

为了获得峰值波长为1 064 nm的反射型窄带滤光片,采用导模共振原理进行设计,并利用严格耦合波法对滤光片的光谱特性进行了理论分析。首先设计了峰值波长1 064 nm单层反射型导模共振滤光片,由于覆盖层和基底层的折射率不匹配,使得远离峰值波长处的反射率偏高,引入减反射层后,峰值波长两侧的反射率明显降低;其次分析了光栅层厚度、光栅周期对滤光片光谱性能的影响。结果表明设计的滤光片具有反射率高、带宽窄及旁带反射率低等优良的光学性能。     

中波红外短波通滤光片的设计与镀制技术研究

研究了中波红外宽光谱短波通滤光片优化设计和镀制,论述了设计该种滤光片的原则和方法。根据等效折射率理论,以周期性对称膜系为基础,使用部分膜层优化方法,设计了中波红外宽光谱短波通滤光片,在2 300～4 700 nm透射波段范围上的平均透射率设计值大于90%,在5 000～6 300 nm截止波段范围上的平均透射率小于1.00%。采用"会聚光红外光学系统"和等离子体辅助沉积工艺实验制备了滤光片。实验表明,在透射波段范围上的平均透射率约为83%,截止波段的平均透射率约为0.45%。结果表明,部分膜层优化方法设计的膜系,膜层结构简单,有利于膜层厚度的监控。     

窄带介质滤光片的填充密度效应

实验观察到,窄带介质滤光片的填充密度效应,不但表现于滤光片峰值波长向长波漂移,而且显著地表现于峰值透射率的增加。依据填充密度理论模型,提出了膜层吸水后减少散射光损失的观点,从而解释了峰值波长透射率的增加。并依据填充密度理论,计算了峰值波长漂移的数值,计算的结果与实验测得的结果基本相符。最后,作为窄带介质滤光片填充密度效应的应用之一,研究了窄带介质滤光片胶合中峰值波长移动的规律,给出了防止峰值波长移动的简便可行的方法。     

单层膜多模导模共振滤光片的电场增强效应研究

本文研究了单层膜多模导模共振滤光片的电场增强效应.单层膜导模共振滤光片同时兼具波导和相位匹配功能的物理机制得到了论证.当光栅厚度不断增加将出现多模共振效应,导致高阶泄漏模电场增强效应的产生.电场增强振幅的最大值反映导模共振滤光片的泄漏程度.通常在同一共振位置处电场增强振幅的最大值越大,其带宽就越小.     

反射型和透射型导模共振滤光片的设计

本文设计了中心波长为1315 nm的反射型和透射型导模共振滤光片,并利用严格耦合波法分析了其光谱特性。首先设计了中心波长1315 nm单层反射型导模共振滤光片,但由于覆盖层和基底层的折射率不匹配,使得远离中心波长处的反射率偏高,引入减反射层设计后,中心波长两侧的反射率明显降低。其次设计了中心波长1315 nm的透射型导模共振滤光片,分析了光栅层厚度对中心波长位置的影响。用严格耦合波法计算表明,设计的反射型和透射型导模共振滤光片具有优良的光谱性能。     

高精度分光光度计测量光谱透过率

由安光所自行设计的高精度分光光度计目的是高精度测量滤光片透过率。该系统特点是基于双光栅单色仪的全自动单光束测量仪器。在出射光路中引入了积分球,用来消除光束的偏振性和不均匀性,而且在信号接收部分提出了将滤光片和探测器作为整体考虑,优点是接近滤光片的实际使用环境,减少了其实际测量误差。着重叙述了该仪器的设计过程和不确定度分析。测量的不确定度源包括光源的稳定性,双单色仪重复性、再现性,光束的均匀性,内反射,探测器线性、稳定性、偏振性、均匀性,系统杂散光。经本仪器测量的滤光片透过率合成不确定度为5.859×10-3,完全满足测量精度要求。     

一种长波红外宽光谱长波通滤光片的设计与镀制

长波红外宽光谱长波通滤光片是光谱成像技术中重要的光学元件。本文研究了一种宽光谱长波通滤光片优化设计,论述了设计长波红外宽光谱长波通滤光片的设计原则和方法。根据等效折射率理论,以周期性对称膜系为基础,使用压缩透射区内波纹幅度的部分膜层优化方法,设计了满足性能指标要求的长波红外长波通滤光片。经过优化,所设计的膜系高透射波段内的平均透射率大于90%,高透射区内的最低透射率也高于85%。截止波段内的平均透射率小于1%,截止区内的最高透射率也低于5%。研究表明,部分膜层优化方法设计的膜系,膜层结构简单,有利于膜层厚度的监控,既能克服全自动优化方法给工艺上带来的困难,又弥补了解析法设计膜系时不能调整光谱特性的不足。     

太阳模拟器中光谱修正滤光片的研制

在太阳模拟器中,鉴于氙灯的优点及其光谱能量分布与太阳光谱的相近性,通常使用氙灯模拟太阳光谱,但由于氙灯光谱与太阳光谱分布存在差异,所以研制一种滤光片进行氙灯光谱分布的修正.考虑到滤光片工作在强光辐照务件下,所以选用的薄膜材料必须具有低的吸收和高的抗能量阈值.采用电子束和离子辅助沉积技术进行膜层的制备,选择合理的沉积方式并通过优化工艺参数使膜层表面光滑、牢固且通过抗能量测试,最终研制出的光谱修正滤光片满足使用要求.     

18.2nm正入射显微成像系统滤光片的研究

18．2nm正人射显微成像系统用多层膜可极大地提高18．2nm的反射率，但它对紫外、可见和红外光也产生很高的反射。显微成像系统用的激光等离子体光源会在红外到敦X射线产生大量的辐射，18．2nm正入射显微系统用的胶片对所有光谱都十分敏感。因此，182nm正人射显微成像系统需要用滤光片滤除不需要的光辐射并对18．2nm的软X射线有较大的透射比，这样才能获得18．2nm的软X射线像。本文讨论了18．2nm正入射显微成像系统用滤光片的设计、制作及其特性。为了去除滤光片膜中的应力，用交替蒸镀Al和C多层膜的方法来制备法光片，铝和碳膜是用磁控溅射法制备的。针孔透过率和成像实验表明，所制备的滤光片满足了18．2nm正入射显微成像系统对滤光片的要求，并且为进一步制备其他薄膜滤光片打下了基础。     

宽截止长波红外带通滤光片的研制

针对空间用宽截止长波红外带通滤光片具有通带内平均透射率高、抑制带截止深度深、波纹系数小,可适应复杂环境条件,具有高稳定性和高可靠性等特点,以10.03μm～12.50μm和10.6μm～11.2μm两类宽截止长波红外带通滤光片为研究对象,论述了宽截止长波红外带通滤光片的设计原则和方法,采用"会聚光红外光学系统"和等离子体辅助沉积工艺成功镀制了空间用宽截止长波红外带通滤光片.指出等离子体辅助沉积工艺更有利于改善长波红外滤光片膜层的显微结构和残余应力消除.     

线型光束感烟滤光片的校准方法及合理性分析

线型光束感烟滤光片的校准主要包括减光值、正反面误差、均匀性和稳定性.以双光束紫外、可见、近红外分光光度计为测量设备,在800～1000 nm的范围内测定滤光片的光谱透射比并计算出相应的减光值.结合光源的光谱功率分布和探测器的光谱响应度,分析了滤光片光谱透射比非“中性”对测量结果的影响.提出了以积分法计算减光值,降低测量...     

10.4μm～12.5μm带通滤光片的设计

根据等效折射率理论设计了由 Ｐｂ Ｔｅ 和 Ｚｎ Ｓ 多层膜组成的１０ ．４ μｍ ～１２ ．５ μｍ 带通滤光片；研究了该滤光片的光谱特性； 提出了一种压缩通带内波纹幅度的简易方法。结果表明： 利用此方法在等效折射率设计的基础上，能有效抑制带通内波纹幅度的大小，可获得良好的光谱性能。     

镀制方式对高衰减镍铬合金膜中性度的影响

对比了用不同镀制工艺方式镀制的Ni80Cr20膜中性密度滤光片的中性度特性,溅射工艺镀制的密度片中性度值3.7%,远好于电子枪蒸发和电阻蒸发镀制结果(15%)。采用相平衡理论,模拟计算了的热蒸发镀制的镍铬合金膜的蒸发速率,铬相比镍含量偏高2.8倍,导致了膜层中合金含量相对膜料出现较大差异,导致中性密度滤光片光谱中性度的下降。使用蔡司SUPRA35扫描电镜和牛津EDS能谱仪分别测试了溅射工艺和热蒸发工艺镀制的密度滤光片的镍铬含量,测试结果与模拟分析结论基本一致。