近红外光学膜厚监控系统的研制

在光学真空镀膜膜厚监控过程中,近红外波段信号弱、外界干扰大、信噪比低,难于检测监控.运用相干检测、锁相放大原理,在光学真空镀膜机可见光波段监控系统的基础上,研制了锁相放大器和改装近红外探头组成的近红外光学膜厚监控系统,成功实现近红外膜厚监控信号的压噪、放大、滤波和检测监控.     

基于广义卡尔曼滤波的光学膜厚监控信号处理

为了解决光学膜厚监控系统中经锁相放大输出的监控信号精度较低、极值点附近变化不灵敏等问题,采用卡尔曼滤波(KF)对光学膜厚监控信号进行处理,建立了针对非线性光学监控系统的扩展KF模型,模型输出包括监控信号和导数信号。仿真分析首先利用TFCalc软件生成4层增透膜理想监控曲线,加入高斯噪声后,信噪比为15dB,通过卡尔曼滤波处理后监控信号信噪比改善达16dB且实时动态跟踪特性良好,延时小于1s;利用平均值滤波处理KF输出导数信号,提前预判读获取导数过零点对应膜厚。同时通过对比TFCalc理想监控曲线极值点坐标和预判导数信号过零点坐标,得到理论膜厚误差小于4nm。此项研究提高了膜厚检测的准确性。     

复合光路光学镀膜宽光谱膜厚监控系统

介绍一种复合光路宽光谱膜厚监控系统及其软硬件开发,对系统结构组成和工作原理进行说明。通过增加中间通光孔式的分光镜的复合光路,基于LabVIEW平台开发宽光谱膜厚监控软件,实现了基于宽光谱扫描法的宽光谱膜厚监控和基于极值法的光学膜厚监控的兼容并用,提高了光学镀膜膜厚监控的精确性和自动化,为传统光学镀膜设备的升级改造提出了一种可行性技术。     

光学膜厚监控方法

光学膜厚监控方法是光学镀膜过程中用以控制光学薄膜光学厚度的主要方法,也是实现镀膜自动化的关键技术之一.了解光学膜厚监控方法的工作原理、特点及误差来源,有助于在实际应用中根据所镀产品的要求选择合适的光学监控方法及监控参数.文中针对最常用的两种光学膜厚监控方法一单波长法和宽光谱法,分别介绍其工作原理,给出了单波长下根据薄膜的透射率或反射率推算膜层厚度的计算方法以及宽光谱法所常用的3种评价函数,总结出影响单波长法测量的8种因素和宽光谱法的11种因素,并根据这些因素分析了这两种方法的特点和适用范围.     

纳米Mo膜的光学特性及最小连续膜厚研究

利用Lambda-900分光光度计，在波长为310～1250nm范围内测量了离子束溅射沉积不同厚度纳米Mo膜的反射率和透射率。选定波长为310nm，350nm，400nm，500nm，550nm，632nm，800nm，1200nm时对薄膜的反射率、透射率和吸收率随膜厚变化的关系进行了讨论。实验结果显示，纳米Mo膜的光学特性有明显的尺寸效应。提出将薄膜对光波长为550nm时的反射率和透射率随Mo膜厚度变化关系的交点对应的厚度作为特征厚度，该厚度可认为是纳米Mo膜生长从不连续膜进入连续膜的最小连续膜厚。利用原子力显微镜(AFM)观测膜厚在15．76nm时的表面形貌，此时表面形貌已呈现连续膜的特征。     

光学薄膜膜厚监控方法及其进展

针对目前膜厚监控技术的广泛使用和其方法的日益多样性 ,力图对光学薄膜膜厚监控方法作一个全面、细致的描述。包括膜厚监控方法的分类、进展和展望 ,重点介绍了几种膜厚的光学监控方法     

宽光谱膜厚监控系统的评价函数修正技术

基于评价函数的宽光谱膜厚监控系统,由于实测光谱曲线和理论光谱曲线相背离,使得评价函数发散,监控失败。利用实测的膜层透射率光谱曲线,对于已镀层,利用模拟退火算法实时拟合其实际的光学常数,据此修正目标透射率曲线,并补偿吸收的影响,重新设计膜层数及预镀层厚度,获得新的评价函数,如此对评价函数进行逐层修正。实验结果表明,薄膜厚度监控误差可以达到10-2以下,精度完全可以满足实际要求。     

光学薄膜膜厚监控中极值法的应用

极值法是目前国内外真空镀膜膜厚监控中应用最广泛的方法。本文阐述了此法的膜厚监控原理、系统、方法。重点讨论了为提高监控精度而采取的一些改进措施。     

基于V/F变换下的数字相敏检测监控光学膜厚

本文采用基于电压-频率变换(V/F)的数字相敏检测技术应用于光学监控信号检测,得到的被检测信号的幅度,即光学监控信号波形.而且针对光学监控系统中被检测信号特点,从理论分析角度说明了本方案抑制被检测信号低次谐波和白噪声的性能.仿真分析中针对加入了2,3,4次谐波和零均值随机白噪声,信噪比为20dB,频率为166Hz的被检测信号,利用本方案检测出光学监控信号反射率最大误差＜0.2%.分别利用本方案检测出的光学监控信号和理想监控信号读取反射率极值点对应薄膜厚度,对比可知采用本方案监控膜厚理论误差＜2nm.     

巨磁阻薄膜激光感生电压的温度稳定性研究

为了研究温度对激光感生热电电压的影响,采用脉冲激光沉积方法制备了La1-XCaXMnO(LCMO),La1-XPbXMnO(LPMO)和La1-XSrXCoO(LSCO)3种薄膜.用锁相斩波系统测量了激光感生热电电压依环境温度的变化并定义了温度系数,进行了理论分析和实验论证,取得了温度系数数据.结果表明,LSCO的温度系数最小并为正温度系数,LC-MO温度系数最大是负温度系数,LPMO温度系数为正.这一结果对激光感生电压器件的稳定性是有帮助的.     

原子层热电堆材料的激光感生热电电压

测量了La1-xSrxMnO3(LSMO),La1-xPbxMnO3(LPMO)和La1-xSrxCoO3(LSCO)三种薄膜在不同激光波长下的激光感生热电电压(LITV).利用脉冲激光沉积(PLD),在LaAlO3倾斜衬底上制备了钙钛矿结构的三种薄膜,并用电脑采集系统和锁相斩波系统对激光感生热电电压信号进行测量。发现不同波长下信号的灵敏度和响应时间各不相同,激光波长为532nm和632.8nm时LSMO灵敏度最大而LSCO最小,但响应时间恰好相反。波长为808nm时LPMO灵敏度最好。     

数字锁相放大器的实现研究

基于DSP设计了一种采样频率可控的数字锁相放大器。针对数字锁相放大器对低通滤波器性能的要求,采用CIC和降采样的方法,实现了一种高效的窄带低通滤波器。测试结果表明,在采样频率为500kHz时,低通滤波器的通带截止频率可达0.5Hz;当输入信号幅度为5～150mV时,系统测试的相对误差小于0.5%;当输入信号幅度为1～50μV时,系统测试的相对误差小于2%;同时系统在1～120kHz的工作范围内,具有较好的一致性。     

基于光学相干层析成像技术的薄膜厚度测量

为了对薄膜厚度进行测量,采用白光谱域光学相干层析成像的测量方法,进行了理论分析和实验验证,对以玻璃为基片的单层和多层薄膜样品进行了层析成像实验,获得了样品的2维层析图像。结果表明,该系统不仅能显示薄膜样品内部的微观结构,而且能从2维层析图像中得到单层和多层薄膜的厚度(分别为68μm和30μm),测量值与理论值相吻合,从而验证了测量理论正确性。该系统具有较高分辨率,可实现快速成像,满足实际工业测量需要。     

基于DSP Builder的正交矢量型数字锁相放大器实现

微弱信号检测技术在当今科学研究领域必不可少,其中锁相放大技术由于在速度和精度这两个方面都能达到很高的要求,因而在微弱信号检测领域得到大量使用。使用DSP Builder可以更加方便高效地进行设计。以DSP Builder软件为工具,介绍了正交矢量型数字锁相放大器各个模块的设计,并对整体设计进行了验证,仿真结果证实设计可行。     

无线激光通信光发射模块的研究

为了提高现代武器系统在恶劣电磁环境中的通信和信息交换能力,充分利用激光的天然保密性,减少对无线电频率资源的占用,对无线激光通信系统中的光发射模块进行了设计。在信标光发射模块的设计中采用驱动电路与温度控制电路分离的设计方案;在信号光发射模块中采用掺银铒光纤放大器(EDFA)作为功率放大器的设计方案,并采用DS90LV001芯片完成PECL信号与LVDS信号转换。试验结果表明,信标光的最高输出功率为1.53 W,最高频率大于10 kHz;信号光的输出功率大于19.8 dBm,误码率低于10-7,消光比为10.2 dBm,完全满足设计需求。     

OSM在光传输中的应用

阐述了OSM的工作原理,并介绍了其在光网络中的应用。     

现代数字信号处理技术在光接入网络中的应用分析

现代数字信号处理技术是现代信号处理中重要的研究方向,其具有灵活性、稳定性以及可重复性等特点,将现代数字信号处理技术融入光接入网络中不仅能够有效解决光接入网络中的频谱效率同时对延长传输距离也具有重要的作用。下面本研究首先简单对光接入网络和现代数字信号处理技术进行简要分析,然后从三个不同的角度详细深入分析了现代数字信号处理技术在光接入网络中的应用,以供参考。     

非对称电极数字光开关

提出了一种新型的数字光开关电极结构.用两组不对称的电极作用于Z切割LiNbO3Y分叉波导上,其中一组电极从Y分叉波导的顶端就开始对波导进行作用,由于开关电极加强了对Y分叉强耦合区的作用,因此开关的串扰有了很大的降低.用光束传输法(BPM)软件模拟了该结构的性能,与对称电极结构相比,开关电压在6V左右时串扰降低了约6dB,开关电压在6～9V之间时开关串扰<-20dB.