机载瞄准光学系统关键系设计研究

依据薄膜光学多膜膜系设计理论，利用菲涅尔系数矩阵和光学导纳矩阵的设计方法，完成机载瞄准光学系统关键膜系－红外窗口的增透保护膜和激光／电视分光膜－的膜系设计，计算结果满足相关的技术要求。     

机载瞄准光学系统关键膜系设计研究

依据薄膜光学多膜膜系设计理论,利用菲涅尔系数矩阵和光学导纳矩阵的计算方法,完成机载瞄准光学系统关键膜系——红外窗口的增透保护膜和激光／电视分光膜——的膜系设计,计算结果满足相关的技术要求。     

空间激光通信光学系统中近红外激光高反射膜的研制

针对空间激光通信光学系统在800±5 nm和1550±5 nm收发效率大于98%的要求,采用Essential Macleod膜系设计软件结合物理气相沉积设备,在微晶玻璃上完成了空间激光通信光学系统中近红外反射膜的研制。提出行星夹具补偿挡板的修正方法,可将口径300 mm基片的薄膜厚度均匀性提高至99%。利用Lamda1050光谱仪测试了反射镜的光谱曲线,结果表明所研制的膜层在800±5 nm和1550±5 nm处反射率均值分别为99.3867%和99.1717%,满足技术指标要求。对实验样品开展了面形、附着力和高低温等环境适应性试验,试验结果满足空间激光通信光学系统使用要求。     

电视、激光和红外三波段减反膜技术

目前,国外先进吊舱都采用了电视、激光和红外等三个通道共用前端光学系统的方案,即所谓"三光共轴"光电吊舱,其中电视、激光和红外三波段减反膜技术是此类光电吊舱的关键技术之一。首先对国外典型的"三光共轴"光电吊舱及相关专利进行了分析,在此基础上给出了满足"三光共轴"光电吊舱要求的光学材料,以及电视、激光和红外三波段减反膜的技术要求。其次,介绍了国内外多波段减反膜技术的研究状况。最后,介绍了昆明物理研究所近年来在电视、激光和红外三波段减反膜技术方面的进展。     

可见与近红外激光通信系统光学滤光膜的研制

在空间光通信中,光学系统起着非常重要的作用,光学薄膜技术已成为制作光学元件的关键技术。对532、808、1064、1550nm激光工作的4个波段,选择Ti3O5和SiO2作为高低折射率材料,借助于膜系设计软件,采用电子束蒸发和离子辅助沉积的方法设计并制备了激光滤光膜。镀膜后的基片在808nm处的透射率大于90%,532、1064、1550nm处的反射率均大于99%。重点解决了808nm透射区半波孔的问题,通过对基片进行清洁、减少薄膜的吸收和进行真空退火等方法提高了膜层的激光损伤阈值。经过性能测试和评估,满足系统的要求。     

电视、激光、中波红外多波段增透膜研究

针对多光谱成像中存在的多光谱共光路问题,在ZnSe基底上设计了三波段增透膜。通过选取合适的薄膜材料,利用TFCalc膜系设计软件对膜系进行设计与优化,使用热蒸发和离子源轰击结合的方式沉积膜层,采用分光光度计和傅里叶红外光谱仪测量光谱特性。通过设计粘结层与保护层,有效提高了膜层与基底之间的结合力以及膜层的强度。该膜层可以实现多光谱ZnSe基底在电视（500~800 nm）、1064 nm激光和中波红外（3.7~4.8 μm）三个波段高效增透,且具有良好的环境适应性。     

He-Ne激光消偏振分光膜

该膜系是一种新型的对He-Ne激光消偏振分光膜系,其设计技术简单,工艺制造便利,消除了在He-Ne激光中的偏振光。从而能获得相当稳定的两束光。     

调Q脉冲激光器分光系统的设计

激光倍频技术是将频率为ω的光,通过晶体中的非线性作用,经过倍频和谐波从激光腔输出的激光包括多个频率的激光。然而,实际应用中需要单频率的激光,所以有必要设计一套分光系统将多频率输出的激光以单频激光输出。介绍了应用多层介质膜反射与透射的原理,设计一套分光系统将波长1064nm的激光器经倍频和三次谐波输出的包含有波长1064、532、355nm的激光分开,并分别以1064、532、355nm的激光输出,以满足不同应用的需要。     

1064 nm倍频波长分离膜的制备与性能研究

通过对主膜系添加匹配层并借助计算机对膜系进行优化，设计出结构规整、性能优良的1064ilm倍频波长分离膜。用电子束蒸发及光电极值监控技术在K9玻璃基底上沉积薄膜，将样品置于空气中在260℃温度下进行3h热退火处理。然后用Lambda 900分光光度计测量了样品的光谱性能；用表面热透镜(STL)技术测量了样品的弱吸收值；用调Q脉冲激光装置测试了样品的抗激光损伤阈值(LIDT)。实验结果发现，样品的实验光谱性能与理论光谱性能有很好的一致性。退火前后其光谱性能几乎没有发生温漂，说明薄膜的温度稳定性好；同时退火使样品的弱吸收减小，从而其激光损伤阈值提高。理论和实验结果均表明，对主膜系添加匹配层的方法是1064nm倍频波长分离膜设计的较好方法。     

多角度光谱测量法制备短波通滤光膜技术

详细论述了短波通滤光膜的理论设计与实际制备结果,光谱曲线偏离的原因及修正方法。首先选择高、低折射率膜料设计短波通滤光膜系,然后进行实际膜系制备。由于镀膜机存在控制误差,使得实际膜层制备厚度偏离理论厚度,导致实际制备光谱曲线超差。通过利用多角度光谱测量法对制备结果进行测量,依据多次测量结果的曲线偏离量,判断产生膜层厚度误差的膜料、膜层厚度误差的偏差大小及方向。在修正膜层厚度误差后,制备了光谱曲线平坦变化的短波通滤光膜。这种光谱性能更好的短波通滤光膜可以避免光学系统的偏色效应,此项技术为短波通滤光膜的设计与加工提供了新的理论依据与制备方案。     

ITO薄膜激光刻蚀设备匀光系统的Matlab实现

在简要分析目前激光微细加工系统中存在问题的基础上,设计一种能将能量呈高斯分布的激光束转变为类平项光束的匀光系统。介绍匀光系统的机械结构和光学原理,重点利用Matlab图形绘制功能,设计合理参数对匀光系统进行仿真,从而验证设计的合理性。最后简述了目前已经成熟的光束整形技术,该匀光系统原理简单、功能卓越、使用简洁,在激光微细加工领域有很好的应用前景。     

Microwave spatial beam splitter=combiner using artificial microwave volume hologram technology

The artificial microwave volume hologram technique has been applied to design a new microwave spatial beam splitter/combiner. It uses the multiplexing concept and has multiple holographic gratings integrated into a single hologram slab. A prototype has been fabricated and measured to verify the design concept     

差分补偿光线漂移的准直方法

在长距离直线度、同轴度测量时,光线漂移是影响激光准直精度的最主要因素.本文提出了一种差分补偿光线漂移的方法.分光器用作位置敏感器件,利用两个四象限探测器分别探测分光器的第一次反射光和通过猫眼逆向反射再经过分光器的第二次反射光,最后利用差分方式消除光束漂移对光线基准的影响.实验结果表明:在8～18 m的距离范围内,漂移误...     

A Planar Electrooptic Beam Splitter with a Zig-Zag Electrode

A new planar electrooptic beam splitter with a zig-zag electrode is proposed, studied, and demonstrated. The device is simple in its electrode configuration, hence, it is easier to be fabricated and has a potential to operate at higher speeds. Theoretical analyses on a single element of electrodes, as well as on the array structure, have been carried out, and experimental devices have been realized on LiNbO/sub 3/ to demonstrate its characteristics. The experimental results show that the device has a deflection power two times greater than that of a beam splitter with conventional electrodes. In addition, an analysis of the incident angle of the optical beam onto the device shows that the device can be used as a pure beam splitter, a beam deflector, or a combination of the two.     

阶跃式变比例介质膜分束器的研制

本文提出一种非常实用的介质膜分束器。主要特点是吸收损耗低、光损阈值高、均匀性好、阶跃式变比、适用于可见波段连续激光和Q-开关激光的分束。文中给出了实验测试结果,并对其特性进行了讨论。     

亚波长线栅太赫兹偏振分束器的研究

为了提高工作在太赫兹波段偏振分束器的性能,采用激光诱导与化学镀铜的方法在聚酰亚胺衬底上制作了亚波长周期金属线栅太赫兹偏振分束器,并以返波振荡器作为太赫兹辐射源搭建了偏振分束特性测试系统。当入射波频率为340GHz、入射角为45°时,测得在入射波偏振在0°～180°变化过程中,该偏振分束器具有良好的偏振分束特性,透射和反射的消光比分别为27.3dB和10.5dB,插入损耗分别为0.13dB和0.32dB;用太赫兹时域光谱系统测得偏振分束器在0.2THz～1.5THz频域内透射消光比大于18dB。结果表明,测试结果与时域有限元方法模拟结果基本吻合。     

Design of 20 W fiber-coupled green laser diode by Zemax

We represent a design of a 20 W, fiber-coupled diode laser module based on 26 single emitters at 520 nm. The module can produce more than 20 W output power from a standard fiber with core diameter of 400 μm and numerical aperture (NA) of 0.22. To achieve a 20 W laser beam, the spatial beam combination and polarization beam combination by polarization beam splitter are used to combine output of 26 single emitters into a single beam, and then an aspheric lens is used to couple the combined beam into an optical fiber. The simulation shows that the total coupling efficiency is more than 95%.     

空间光学遥感器大型分束棱镜支撑结构设计

分束棱镜是大型空间遥感器分离光束的重要部件。为解决空间遥感器中大型分束棱镜的支撑问题,对尺寸为200mm×200mm×200mm的分束棱镜的支撑结构展开研究。提出基于半运动学支撑和被动温度补偿原理的立方分束棱镜支撑结构,建立棱镜的接触约束,模拟边界条件的非线性,利用非线性有限元方法进行工程分析,最后分析验证。结果显示,在自重与±15℃稳态温度变化耦合作用下分束棱镜通光面面形误差PV值优于73.2nm,RMS值优于12nm;棱镜组件的一阶固有频率达到183Hz;表明该分束棱镜支撑结构方案设计合理,能够满足空间环境下对其结构刚度与热稳定性的要求。     

低损耗玻璃光波导的溶胶-凝胶法制备

采用溶胶－凝胶（Ｓｏｌ－ｇｅｌ）技术制备了ＳｉＯ２－ＴｉＯ２低损耗平面光波导,在６３３ｎｍ处的传输损耗为０．５７ｄＢ／ｃｍ。同时在硅基板上制备了脊型Ｙ形波导分束器,分束比为１１。     

一种自由空间光通信光路的设计与分析

提出了一种用于自由空间光通信的光学系统的设计方法,在这种设计方法中通过卡塞格伦天线实现对激光束的准直,通过偏振分光镜和γ/2波片的巧妙使用来减少杂散光和反射光对信号光的干扰,通过对光学系统的自动跟踪控制消除了通信终端的失准问题。分析和实验表明,基于该光学系统的通信终端激光发散角达到0.4 mrad,对准误差小于6μrad,可实现2 km的自由空间光通信。