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。     

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。     

疏水SiO2宽频增透膜的制备与研究

采用溶胶-凝胶浸渍提拉工艺在玻璃表面制备了双层增透膜,该薄膜由折射率分别为1.12和1.33的两层膜构成。薄膜在380~1 100nm和1 100~2 500nm范围内平均透过率较空白玻璃分别提高了7.68%和4.39%。薄膜接触角大约141°,且表层膜在2个月内能保持较高的疏水效果。双层增透膜制备方法简单,在宽光谱耐环境减反射领域有一定的应用潜力。     

窄带Mo／Si多层膜反射镜

设计并制备了窄带M o/S i多层膜反射镜。利用高反射级次和减小M o层厚度两种方法减小M o/S i多层膜反射镜光谱宽度。对M o层厚度分别为2 nm和3 nm的M o/S i多层膜,设计了反射级次分别从1到6的多层膜系。制备方法采用直流磁控溅射技术,在国家同步辐射光谱与计量站上测试。结果表明,带宽随着反射级次增加而减少,在同一反射级次,M o层厚度为2 nm的多层膜反射光谱带宽较小。     

红外/毫米波二向色镜的设计与制备

介绍了一维光子晶体技术在薄膜设计的应用,分析了IR/mmW二向色镜的基板材料和薄膜材料的选择原则,并利用一维光子晶体技术设计了中红外(3～5μm)波段的宽角高反射膜系,最后给出了实验制备工艺以及测试结果.     

近红外消偏振反射镜的设计与制备

设计并制备了一种在45°斜入射条件下使用的金属Ag消偏振反射镜,这种反射镜可以实现对目标波长810nm和850nm光线的反射,并保持线偏光的偏振方向和偏振消光比。为了消除s和p两偏振分量的分离,在金属Ag膜层上方添加了介质多层膜结构,并利用软件对膜系的结构进行了优化,设计结果的能量和相位特性满足目标需求。介质多层膜选用TiO2和SiO2分别作为高、低折射率材料,薄膜的制备采用了离子束辅助沉积工艺,并利用石英晶体振荡监控膜层厚度。得到了消光比达到10000∶1以上的样品,实现了光学薄膜器件对能量和相位的控制,满足了偏振编码空间光通信试验的需求。     

亚波长周期结构与多层增透膜反射特性的比较

为解决光学系统中普遍存在的菲涅耳反射问题,利用严格耦合波法设计、分析了一种三维轮廓亚波长结构,然后把计算结果同多层反射膜的增透特性进行了比较,结果表明该结构在很宽的波段上尤其是远红外波段上的抗反射特性要远远好于多层膜,其反射率基本上能控制在0.2%以内;并且这种结构反射率的变化随入射光波入射角的偏离在40°以内能保持在1%以下,而多层膜只能在30°以内勉强做到这一点。     

X射线超反射镜的设计与制备

介绍了一种可用于X射线成像望远镜中的高能X射线反射元件的设计和制备。结合Spiller和Yamamoto方法选择了W、C作为膜层材料,用Yamshita设计方法给出初始膜系,经单纯形调优算法设计出掠入射角为8.7mrad时,对波长范围在0.0475nm～0.0886nm范围内的X射线计算反射率达21%宽波段X射线超反射镜。样品采用高精度磁控溅射方法制备,并用X射线衍射仪(XRD)测得在8.7mrad～15.7mrad内反射率为15%左右。     

薄膜位相延迟器的研究

光学薄膜在倾斜入射时可等效为一线偏振器和一位相延迟器,这一特性可以用琼斯算法进行描述。利用薄膜的这一特性可以消除光学系统中不想要的偏振效应以保持光的偏振状态,也可以用来制作薄膜位相延迟片。首先介绍了薄膜偏振特性分析的琼斯矩阵理论,并结合90°束旋转环行非稳腔中倒向波的抑制,对薄膜位相延迟器的应用进行了举例说明,最后利用TFCalc3.5薄膜设计软件优化设计出了45°入射时,在1315nm处具有90°位相延迟的全介质薄膜位相延迟器。     

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。     

基于等效层理论的薄膜滤光片中心波长消偏振膜系设计

针对薄膜滤光片倾斜入射时产生的偏振光中心波长分离现象和偏振相关损耗,本文利用等效层理论设计了倾斜入射下中心波长消偏振的100GHz信道间隔滤光片膜系结构,实现了薄膜滤光片的角度和波长调谐。首先通过相位关系分析,计算了滤光片间隔层的消偏振等效折射率,实现了不同偏振光中心波长的对准。然后,根据等效层理论,设计三层对称膜层结构实现了对间隔层中心波长消偏振等效折射率的替换。与原有的五层规整低偏振薄膜滤光片相比,本文提出的膜系结构更为简单,对消偏振等效折射率的替换更为精确。仿真和实验结果表明:该膜系结构的薄膜滤光片能实现0~20°倾斜入射的偏振光中心波长对准,偏振光波长偏离度小于0.03nm,波长调谐范围能达到35nm。     

具有非均匀层消色差宽带减反射膜的研究

提供一种以Al₂O₃—ZrO₂—MgF₂三层减反膜为基础,应用非均匀的中间层,实现消色差宽带减反射,将玻璃表在可见区小于0.5%反射的带宽增加到400mμ的方法.文中描述了该膜系的设计思想及其近似计算方法.系统地研究了膜系的各种光学性质.介绍了若干膜系和实例的制备工艺要点.给出了理论计算和实验结果的有关数据和讨论.     

摄影镜头的光学薄膜膜系设计

摄影镜头的光学薄膜是减反膜 ,但摄影镜头的接受载体是彩色感光胶卷。所以摄影镜头的减反膜不仅应达到减反效果 ,还必须满足彩色胶卷的感光要求。从工作经验出发 ,阐述设计摄影镜头光学薄膜膜系的方法、重点 ,以及膜系设计的工艺性问题     

新型激光光散射仪的设计

本文叙述了新型激光光散射仪的设计思想、原理及总体,并对仪器的主要部分,如光系、测角计、试样台及光电转换检测体系等的设计分别进行了说明和讨论。仪器所具有的角分辨率为0.02°(小角度区域),0.09°(中角度区域)和0.5°(大角度区域)。时间分辨率最高为0.0002秒。散射角扫描范围为0～±70°,方位角扫描范围为0～360°,试样可倾斜范围为0～±22°。     

宽波长宽角度偏振分光镜设计

简要介绍Ｋ９ 玻璃棱镜上宽波长宽角度偏振镜的设计,设计波长为４２０～６８０ｎｍ ,空气中的入射角变化范围为±４．５°     

基于偏振干涉滤光片的宽波带偏振方向旋转器的设计

首次提出了基于偏振干涉滤光片设计方法的宽波带偏振方向旋转器。该旋转器实现了 380 nm～ 780 nm全波长范围内的偏振方向旋转。与普通的只针对某一特定波长的半波片相比 ,该偏振旋转器特性大大超越了普通 1 /2波片 ,并且入射角在± 2 0°范围仍实现偏振方向旋转 90°的要求。将该偏振方向旋转器用作 LCD或 LCOS投影仪中的偏振转换器 ,将大大提高系统的光能利用率以及投影系统的对比度。     

宽带与超宽带减反射膜

本文主要是论述多层减反射膜的设计方法、制造与应用效果。在膜系设计中既要考虑减反效果又要考虑工艺简便,故采用四分之一波长整数倍膜系。膜系层数尽量少(三层到六层),就能使折射率从1.48至1.755的各种光学镜头的一个表面反射损失从3.75％—7.53％降低到0.35％以下。减反射光谱带宽可达到整个可见光谱区或从近紫外到近红外光谱区。因此这种膜系不仅对可见光谱区具有很好的使用价值,而且对各种倍频激光中消除杂光的干扰效果也非常显著。在设计中也考虑到恶劣环境中的使用,选用高熔点的氧化物与氟化物膜料。故膜层机械强度、化学稳定性与光学性能非常好。由于膜系设计考虑周到、镀制成品率很高、已经成批生产。在变形宽银幕放映机、电影洗片、照相复印机、高精度光刻机等光学系统中使用,证明效果非常显著。     

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。     

溶胶-凝胶法制备三氧化钼电致变色薄膜的研究

以钼的异丙醇盐为前驱体,用溶胶—凝胶法制备了MoO3电致变色膜。在不同温度下对样品进行热处理。用扫描电镜和X-射线衍射对热处理后的薄膜进行表面形貌和微观结构分析,结果显示薄膜在150°C退火为非结晶态,250°C退火部分结晶。对非晶态薄膜的光学性质研究表明,非晶态MoO3薄膜在可见光区具有较好的变色特性,550nm处透过率ΔT为33%。     

用模拟退火法确定MgF2薄膜折射率和厚度

研究了确定单层MgF2薄膜的物理厚度及其在深紫外/真空紫外波段折射率的方法.首先,利用钼舟热蒸发工艺在B270基底上制备了单层MgF2薄膜.然后,依据MgF2单层膜在不同入射角下的反射光谱,采用模拟退火方法确定了MgF2薄膜在170～260 nm波段的折射率和物理厚度,并与由椭圆偏振法确定的薄膜参数进行了比较.实验显示,采用模拟退火和椭圆偏振两种方法确定的MgF2薄膜厚度分别为248.5 nm和249.5 nm,偏差为0.4％;而用上述两种方法在240～260 nm波段确定的单层MgF2薄膜的折射率偏差均小于0.003.得到的结果证实了依据不同入射角下的反射光谱,用模拟退火方法确定MgF2薄膜厚度和折射率的可靠性.