倍频分离薄膜中的半波孔抑制研究

经典短波通膜堆(0.5LH0.5L)n会由于薄膜的折射率不均匀性而产生半波孔现象.在进行膜系结构设计时,通常将薄膜假定为均匀折射率材料,当薄膜的光学厚度为1/2中心波长时,薄膜可被视为虚设层.而在实际制备时,薄膜的折射率通常存在一定的不均匀性,薄膜的光学厚度与设计值不符,从而产生半波孔.对薄膜的基本周期结构进行了优化,优化后的膜系结构在半波处的光学导纳不再受折射率不均匀性的影响.在此基础上,设计并制备了倍频分离薄膜,有效消除了半波孔现象,理论和实验光谱曲线具有很好的一致性.     

KTP晶体倍频器件的1.064μm和0.532μm双波长增透膜

本文介绍KTP(KTiOPO4)倍频晶体端面等厚度三层倍频双波长增透膜的设计和制备工艺。该膜系结构和制备工艺简单,重复性好,在1.064μm和0.532μm的剩余反射率做到0.15%～0.20%。     

KTP晶体倍频器件的1.064μm和0.532μm双波长增透膜

本文介绍KTP(KTiOPO_4)倍频晶体端面等厚度三层倍频双波长增透膜的设计和制备工艺。该膜系结构和制备工艺简单,重复性好,在1.064μm和0.532μm的剩余反射率做到0.15％～0.20％。     

近红外波段偏振编码用分色片的设计与制作

在基于偏振编码的光通信试验中,需要对不同波长的线偏光进行光路分离,同时要保持分离后线偏光的偏振方向和消光比,为此设计和制备了入射角为45°的810 nm波长透射/850 nm波长反射的近红外分色片.为了抑制斜入射条件下工作波长附近s、p偏振分量的能量、相位分离,选择了合适的基础膜系,利用旁反射带边缘透、反射带光谱过渡迅速的特性,实现了临近波长的光路分离,也减小了偏振分离;通过非规整膜层的相位补偿和软件自动优化,实现了设计目标.分别选用TiO2和SiO2为高低折射率膜层材料,以离子束辅助沉积技术镀制薄膜,采用光学极值法和晶体振荡法结合的方式控制膜层厚度.制备样品的消光比在波长810 nm处达到7000∶1以上,在850 nm处达到20000∶1,实现了分色片对相位的控制,满足了偏振编码光通信试验的需求.     

基于腔内倍频的457 nm激光器高反射腔镜的研制

基于倍频反射膜的设计理论,结合膜系设计软件实现了多波段激光腔面高反射膜的设计。在制备过程中,基于最小二乘法原理建立了残余蒸镀量与膜层厚度之间的关系式,解决了膜厚控制误差累积导致薄膜光谱性能变差的问题。制备的薄膜在457 nm和914 nm波长处的反射率分别为99.9%和99.6%,在808,1064,1342 nm波长处的透射率分别为97.2%、96.8%和93.1%,满足457 nm激光器的使用要求。     

LD泵浦Nd:YVO4 457nm蓝光激光器用光学薄膜

从激光晶体低增益谱线的运转机理出发,对LD泵浦Nd:YVO4,LBO腔内倍频457 nm蓝光激光器用光学薄膜进行了研制.在激光反射镜的设计上,为保证基频光914 nm的高效振荡,并获得高的倍频457 nm蓝光输出,对膜系要求进行了深入分析.采用调谐比高的膜堆结构将反射波长与透射波长进行了有效分离,既降低了膜系设计难度,又获得了高效率的蓝光输出.实现了914 nm激光高效振荡,通过LBO腔内倍频,在1.7 W LD泵浦功率下获得20 mW、457 nm蓝光输出.     

滤光片厚度误差自动校正控制法

大家知道,四分之一波长多层介质膜的光学特性与每层膜厚度的关系是固定的。这一特性对控制上述薄膜堆的制造特别重要。实际上,薄膜厚度的制造误差是不可避免的,所以,刚蒸发好的厚度并不恰好等于λ/4,而这种误差的结果可以大大加以降低,其办法是只要使紧接着的下一层膜厚度不等于λ/4,这样一来,膜堆的光学特性就会又达到固定。显然,只有根据观测膜堆在波长λ上的光学特性来控制每层膜蒸镀时的厚度,才能获得上述结果。能采用上述误差校正的这种监控法已达到相当完善。另外,采用膜堆的计算机模拟法可估测容许公差。例如,据发现,即使在较难制备的窄带干涉滤光片(法布里-珀罗或双半波型)的情况下,每层膜厚度中有10％的误差对膜堆的光学特性也没有严重影响。实验的结果与预计情况一致。     

倍频双波长增透膜的研制

本文从理论和实验上对倍频双波长增透膜进行了详细的研讨,给出了膜系的设计和误差分析以及制备工艺,解决了膜的均匀性、波带宽度问题。     

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。     

高损伤阈值双色膜

结合双色膜的驻波场分布优化膜系设计,以电子束蒸发的方式制备了1 064 nm高透过、532 nm高反射的HfO2/SiO2双色膜。采用1-on-1方式测量了双色膜在基频透过光和倍频反射光的辐照下的损伤阈值,为了研究双色膜在基频和倍频下的损伤机制差异,对比了双色膜不同的初始损伤形貌并分析了其形成原因。针对损伤机制的差异,研究了外层驻波场分布对于倍频反射光辐照下的双色膜损伤特性影响以及氧化硅内保护层对于基频透过光的损伤特性的影响。实验结果表明:氧化硅内保护层和驻波场优化有助于提高双色膜在基频光和倍频光辐照下的激光损伤阈值,并对其机理做了分析。     

应用高斯波束理论设计波束波导天线

以高斯波束理论为基础,根据天线基本参数要求,分析确定出波束波导系统中各反射面尺寸、反射面彼此间距及各部件相对位置。以此系统为实例,给出各个反射面处高斯波束特征参数值,并分析比较了反射面之间距离、反射面辐射口径等参数对截获效率的影响。波束经过两反射面反射后均会产生交叉极化模,给出计算反射效率公式,得出结论为:两反射面姿态对称条件下彼此产生的交叉极化模可以互相抵消。     

激光光束特定方向准直方法与技术

基于光束漂移量反馈通过PZT驱动的微角度控制,实时动态检测和控制激光光束特定方向的平漂量和角漂量,以达到出射光束特定方向的高稳定性。准直系统中对光束平漂量和角漂量进行了分离检测,并各自构成了平漂量和角漂量反馈控制执行系统,减小了平漂量和角漂量反馈控制中的相互耦合,提高了准直精度及准直效率。实验表明,该方法特定方向准直精度可达5×10-8rad。     

Slanted-Wall Beam Propagation

We present a new algorithm for wide-angle propagation through a general class of optical-waveguide structures defined by dielectric interfaces that may be slanted with respect to the direction of propagation. No regularity of the structure shapes is assumed, no coordinate transformations are employed, and the movement of each grid point between propagation steps is arbitrary within modest angular limitations. When used with an appropriate grid-generation algorithm, this method allows the modeling of an extremely wide variety of high-index-contrast waveguide structures, including meanders and tapers, with good phase accuracy and energy conservation.     

Fly's Eye Beam

JPSA Laser’s new Fly’s Eye Beam Homogenizer converts the characteristically non-uniform beam of a UV Excimer laser into a homogeneous beam with 95% uniformity while utilizing >80% of the laser power. This long working distance single element array easily adapts to most commercial excimer lasers, and offers optimum price/performance ratio (single element for lowest cost and lowest beam loss). The JPSA Fly’s Eye Beam Homogenizer’s long working distance — typically between 1–2 meters — provides a beam size ranging from 8mm to 1.5cm. It is easily re-imaged due to the long working distance and slow optical F-number.Excimer laser beams are not perfectly uniform in intensity over the area of the beam and therefore only a portion of the area of the beam is usable for high-uniformity materials processing. In some cases, only the most uniform section or “filet” of the beam will be selected for use, and the non-uniform section of the laser beam will be discarded. Due to the premium price associated with UV photons, high beam utilisation in many cases is a key economic factor. Beam shaping optics and beam homogenisers can be employed to shape the beam and simultaneously make the laser energy uniform so that the maximum amount of the available laser power can be used. The resultant uniform, large area beam can then be subdivided using near-field imaging to project complex patterns onto a part or make simultaneous multiple laser ablations, a key advantage of UV Excimer lasers.Visit www.three-fives.com for the latest advanced semiconductor industry news     

全息分束器

提出一种利用全息复合光栅制作连续变化分束器的方法，这种全息分束器（ＨＢＳ）容易制作，特别适用于大景深全息所需要的多光束照明。     

Beam Position and Beam Hopping Design for LEO Satellite Communications

The numbers of beam positions(BPs) and time slots for beam hopping(BH) dominate the latency of LEO satellite communications. Aiming at minimizing the number of BPs subject to a predefined requirement on the radius of BP, a low-complexity user density-based BP design scheme is proposed,where the original problem is decomposed into two subproblems, with the first one to find the sparsest user and the second one to determine the corresponding best BP. In particular, for the second subproblem,a user...     

离子束刻蚀

介绍了几种常用的干法刻蚀的机理,重点介绍了离子束刻蚀的基本原理,给出了５５种不同材料在５００ｅＶ能量１ｍＡ／ｃｍ＾２束不充密度条件下的刻蚀速率,并给出了刻胡束流和束流密度增加而增加的试验结果和实际图形刻蚀的扫描电镜分析结果,对有关问题进行了讨论。     

一种能产生针状波束和扇形波束的面天线

本文设计出了一种既能产生针状波束又能产生扇形波束的新型面天线,该天线的增益和方向图通过理论计算计算出来。本文设计实例中的面天线的针状波束的E、H平面的半功率宽度分别为2.320、2.240,而扇形波束的E、H平面的半功率宽度分别为2.010,6.40。     

用局域光束质量因子M_L来描述新光束

应用局域光束质量因子ＭＬ的概念来描述等效光束质量因子Ｍ＜１的新光束，并与基模输出特性作了比较与分析     

非傍轴厄米-正弦-高斯光束的特性

为了研究厄米-正弦-高斯(HSiG)光束在非傍轴情形下受参量影响的特性,基于光强二阶矩理论,经过一系列复杂的数学计算,得出了非傍轴厄米-正弦-高斯光束的远场发散角、束腰宽度以及光束传输因子的解析式,并通过数值模拟,得到了它们与离心参量的关系。结果表明,在束腰宽度与波长比取值逐渐减小时,随着离心参量趋于0,当阶数为奇数和偶数时.发散角分别趋于63.435°和73.898°。束腰宽度和光束传输因子随参量的增加呈现较大的起伏,非傍轴情形下的光束传输因子取值与傍轴情况有很大的不同,其受参量影响不仅可以小于1,甚至趋于0。