利用Rugate膜系理论实现宽角度入射1500-1600nm波段减反射薄膜的研究

阐述了利用Rugate膜系理论设计宽角度减反射薄膜的方法,从理论上分析了在宽角度的情况下,偏振产生透过率不同的原因,模拟设计了光谱区在1500-1600nm波段,入射角从0度到80度宽角度减反射薄膜,探索出了一条新型膜系设计的途径,其优化结果是较为理想的．这一研究方法如能在太阳能、光纤通信、航天、激光等领域应用,将大大地提高光能的利用率,具有重要的应用价值．     

减反射薄膜的制备及其性能

使用射频溅射和溶胶-凝胶(Sol—Gel)两种方法在玻璃表面制备SiO2减反射薄膜，比较两种方法制备的薄膜减反效果。分析了Sol—Gel方法中溶胶浓度、陈化时间以及退火温度对薄膜透过率的影响。当溶胶浓度为0．4M、陈化时间为6天以及退火温度达450℃时，制得的样品透过率可达99．3％，采用红外光谱分析了SiO2溶胶及凝胶的结构变化过程，发现随着陈化时间和退火温度增加，Si—O—Si键增强。     

增强宽波段广角度减反射的类锥结构设计分析

在宽波段内减少反射以提高透射或吸收对于提高光学元件及光电子器件的性能至关重要。受自然启发,亚波长结构具有良好的宽带减反射性能。基于此,提出了一种新型的类锥亚波长结构以增强宽波段减反射。采用等效介质理论与时域有限差分法,对基底表面亚波长结构的等效折射率与减反射能力的关系进行了分析。通过对比蛾眼、圆锥及圆柱等不同结构的等效折射率对应的宽波段减反射性能,发现两种介质之间的等效折射率线性过渡无突变时减反射能力更优。以此提出了一种类锥结构设计方法,将该方法设计的三种结构与蛾眼结构在300～1100 nm波段进行了垂直入射下的表面反射率仿真分析,结果显示,该系列结构的平均反射率比蛾眼结构降低了约70%。此外,在可见光、近红外波段选取两个特征波长进行了宽角度（0～60°）下的反射率研究,结果表明,该系列结构的宽角度平均反射率均低于蛾眼结构,其中四棱类锥结构在两个特征波长下的平均反射率比蛾眼结构分别降低了62%和40%。采用此方法设计的系列结构比普通亚波长结构具有更佳的减反射效果,在超精密光学芯片、片上光集成、片上光互连等领域中具有潜在的应用前景。     

减反射薄膜的制备及其性能

使用射频溅射和溶胶-凝胶(Sol-Gel)两种方法在玻璃表面制备SiO2减反射薄膜,比较两种方法制备的薄膜减反效果.分析了Sol-Gel方法中溶胶浓度、陈化时间以及退火温度对薄膜透过率的影响.当溶胶浓度为0.4M、陈化时间为6天以及退火温度达450℃时,制得的样品透过率可达99.3%.采用红外光谱分析了SiO2溶胶及凝胶的结构变化过程,发现随着陈化时间和退火温度增加,Si-O-Si键增强.     

减反射薄膜的制备及其性能

使用射频溅射和溶胶-凝胶(Sol-Gel)两种方法在玻璃表面制备SiO2减反射薄膜,比较两种方法制备的薄膜减反效果.分析了Sol-Gel方法中溶胶浓度、陈化时间以及退火温度对薄膜透过率的影响.当溶胶浓度为0.4M、陈化时间为6天以及退火温度达450℃时,制得的样品透过率可达99.3%.采用红外光谱分析了SiO2溶胶及凝胶的结构变化过程,发现随着陈化时间和退火温度增加,Si-O-Si键增强.     

电磁波在磁性分层薄膜中的传播—非互易反射

本文采用传输矩阵研究了电磁波在磁性多层膜和超晶格中透射和反射，获得了层状磁性介质的反射系数，包括：（１）半无限磁性表面，（２）磁性多层膜，（３）半无限磁性超晶格。数据计算结果表明，磁性分层系统中电磁表面可以通过电磁波斜入射在膜下而激发出来，表现为Ｓ－极化反向曲线的“尖谷”，因此，本文指出电磁波传播的色散曲线可以用一种类似衰减全反射（ＡＴＲ）的技术来测量。     

激光/长波红外双谱段减反射薄膜设计与制备

在氟化钡光学元件上设计并制备多谱段减反射薄膜是提升光电系统探测性能的关键。在氟化钡基底上设计并制备了1064 nm激光/长波红外双谱段减反射薄膜。基于周期对称结构膜系导纳计算方法,以及拟合膜层周期数与参考波长的优化算法,开展了复合谱段减反射薄膜初始膜系的设计方法研究。使用热蒸发离子束辅助沉积方法制备了多层减反射薄膜。测试结果表明,该薄膜在1064 nm处透射率为94.0%,在8~12 μm长波红外谱段平均透射率为96.3%,在8.2 μm处的透射率高达99.4%。该激光/长波红外双谱段减反射薄膜具有良好的光学性能,可以应用于多模复合精确探测光电装备之中,对于提升探测系统的工作性能具有重大意义。     

金属衬底多层薄膜结构反射特性研究

通过计算多层薄膜结构的特征矩阵,应用微波网络的思想导出了金属背景多层薄膜结构反射系数的计算方法,并举例验证了该计算方法的正确性,为金属背景多层薄膜结构电磁散射的近似计算提供了理论基础.     

18～20nm正入射宽带多层膜的研究

采用随机数的方法在 18～ 2 0 nm波段设计了积分反射率最大的宽带多层膜 ,理论上得到了高于周期膜系 8%的积分反射率 ,同时带宽与视场范围有明显的展宽 ,并用磁控溅射法进行了初步制备。对反射率的相对测试表明 ,与周期膜系相比 ,非周期多层膜的带宽展宽 ,但峰值反射率略有降低。膜厚控制是实验的难点。     

355 nm增透膜的设计、制备与性能

用热舟蒸发法结合修正挡板技术制备了355 nm LaF3/MgF2增透膜,并对部分样品进行了真空退火.采用Lambda 900光谱仪测试了增透膜的低反光谱和透射光谱,并考察了其光谱稳定性;使用脉冲8 ns的355 nm激光测试了增透膜的激光损伤阈值(LIDT);采用Normarski显微镜对增透膜的表面缺陷密度和破斑形貌进行了观察.实验结果表明,制备得到的增透膜的剩余反射率较低,光谱稳定性好;真空退火对增透膜的激光损伤阈值没有改善;增透膜的破环形貌为散点形式,结合破斑深度测试表明薄膜的破坏源于薄膜和基底界面的缺陷点.JGSl熔石英基底由于有好的表面状况、固有的高激光损伤阈值和以其为基底的增透膜具有更低的表面场强,使得其上的增透膜有更高的抗激光损伤能力.     

LBO晶体上1064 nm,532 nm二倍频增透膜的设计及误差分析

采用矢量合成法设计了LiB3O5(LBO)晶体上1064 nm,532 nm二倍频增透膜,在1064 nm处的反射率为0.0014%,532 nm处的反射率为0.0004%。根据误差分析,薄膜制备时沉积速率精度控制在 6.5%时,1064 nm处的反射率增加至0.22%,532 nm处增加至0.87%。材料折射率的变化控制在 3%时,1064 nm处的反射率达0.24%,532 nm处达0.22%。沉积速率和折射率控制的负变化不增大特定波长处的剩余反射率。与膜层折射率相比,薄膜物理厚度对剩余反射率的影响小。低折射率膜层的厚度变化对特定波长处的剩余反射率影响最明显,即为该膜系的敏感层。为改善膜基之间的附着力,选择Y2O3或SiO2作为过渡层,从过渡层的厚度匹配和膜层的折射率匹配两方面进行了相应的膜系匹配设计。     

0.532 μm激光小光斑扫描预处理光学薄膜的研究

围绕着激光预处理的增强机理和具体工艺,进行了小光斑扫描处理的实验探索,对０．５３２μｍ波长预处理的实验结果进行了分析,进一步证实了激光预处理对改善光学薄膜质量、提高光学薄膜损伤阈值的有效性和可行性,并从实验角度给予了一定的分析解释。     

一种全光纤电流传感器温度补偿方法

为了解决传感光纤的弯曲、扭转以及外界工作环境的变化导致全光纤电流传感器测量精度降低的问题,提出了一种基于输出椭圆偏振光长轴斜率的全光纤电流传感器温度补偿方法。论证了椭圆偏振光长轴斜率能够反应输出椭圆偏振光的光椭率的大小,利用TMS320F28335和对应算法求出斜率,实验中使用输出椭圆偏振光长轴斜率对传感器进行修正并进行了实际测量。结果表明,基于该修正方法的测量系统,实现了在单次变温条件20℃~60℃内变化时测量结果偏差满足0.2s。这一结果对全光纤实用化研究是有帮助的。     

激光多普勒细水雾雾场特性实验研究

结合细水雾的特点和粒子的光散射理论,对三维APV(adaptivephase/Dopplervelocimeter)的光路系统设计了合适的参数,并进行了合理地布局。对细水雾雾场进行了实验研究,细水雾的速度分布、滴径分布以及雾通量的测量等都得到了合理的实验结果。