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。     

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。     

新型双通道日夜滤光片的设计与镀制

红外相机和监控系统在日夜成像时使用日夜滤光片代替红外截止滤光片,以保证白天成像无色差,同时晚上能成黑白像.本文采用Essential Macleod软件设计新型双通道日夜滤光片光谱.光谱中440～640nm的平均透射率大于90％,650～ 1100 nm波段截止,红外截止区域在940nm存在带通,其平均透过率小于20％,带宽小于40nm.采用离子束辅助电子束蒸发的方法,通过优化工艺参数、减小膜层误差,制备得到满足设计要求的K9玻璃基底双通道日夜滤光片.     

拼接式集成滤光片的研制

随着空间光谱成像技术的发展,集成滤光片会成为未来空间光谱成像系统实现焦平面集成分光的关键器件。简介了光谱成像和集成滤光片技术,对拼接式集成滤光片进行了研制。分析了四通道红外拼接集成滤光片的设计、制备和测试,研制出长波红外拼接式集成滤光片,测试结果显示最小带宽达到402 nm(中心波长8.2μm),透射率均超过83%,最小拼缝宽度10μm,拼缝平行度达到2μm,通过了空间环境模拟试验考核,满足空间环境使用要求。     

硅基片上镀3.2～4.9μm高强前截止型滤光片

红外滤光片在红外元件和系统中有着广泛应用。硅基片上镀3.2—4.9μm高强前截止型滤光片主要作用是消除背景干扰,提高仪器的清晰度,充分发挥红外仪器的作用。     

电子/质子综合辐照带通滤光片的性能退化机理研究

随着航天器的寿命从5年增加到8年以上,光学薄膜在空间飞行中经受的带电粒子辐照时间更长,光学薄膜更容易受到损伤,因此对光学薄膜抗辐射性能要求也不断提高。开展了光学薄膜带通滤光片电子/质子综合辐照实验,研究电子/质子综合辐照作用下带通滤光片的性能退化规律,借助于XPS和AFM等表面分析技术对带通滤光片微观分析,研究带通滤光片在电子/质子综合辐照下的退化机理。为带通滤光片空间适应性研究提供基础,同时为带通滤光片工艺设计与可靠性提供技术支撑。     

Ge1-xCx薄膜的制备及红外特性的研究

利用等离子体化学气相沉积(PECVD)法制备出Ge1-xCx薄膜,并系统地研究了工艺参数对薄膜成分的影响,以及不同组分Ge1-xCx薄膜的红外光学特性.结果表明,薄膜中的C含量随着CH4/GeH4气体流量比的增大而增大;薄膜的红外折射率随组分的不同在2～4范围内变化;薄膜的沉积速率随射频功率增大而增大,但当功率达到60 W以后其变化不明显;沉积速率随温度的增加而减少;该薄膜具有透长波红外的性能.     

长波红外光学材料的研究进展

红外光学材料是红外技术应用的基础之一. 适用于8～12μm波段的长波红外光学材料具有广阔的应用前景. 本文介绍了几类常用的长波红外光学材料的基本性质, 简述了其制备技术及发展现状, 讨论了它们各自存在的问题. 文章指出未来研究重点在于复合型红外光学材料的设计和制备, 大尺寸II-VI族化合物单晶的生长, 碱卤化合物晶体保护膜技术以及新型硫系玻璃的开发.     

多光谱带通线性渐变滤光片的研制

线性渐变滤光片是一种特殊的滤光片,它的中心波长是随着在滤光片上位置的不同而变化的.采用离子束辅助沉积技术研制的线性渐变滤光片在0.4～1.1 μm波段有10通道,平均透射率从77.5%增加到97.4%,在基板的中间任一位置只透过0.4～1.1 μm内的一种特定波长的光.同时讨论了膜厚均匀性对线性渐变滤光片光谱性能的影响,计算表明镀制线性渐变滤光片时,在一定的配置下基片具有最佳的尺寸大小.     

遗传算法在窄带滤光片膜系设计中的应用

研究了遗传算法在窄带滤光片膜系设计中的应用。介绍了遗传算法的运算原理、适应度函数和运行参数的涵义;建立了窄带滤光片的评价函数和适应度函数,并给出其遗传算法的程序设计方法;以带宽4nm、中心波长1.55μm的窄带滤光片为例进行了遗传算法的实际膜系设计。结果表明遗传算法适用窄带滤光片的膜系设计。