超辐射发光管端面AR膜的设计与制备

在中心波长1310nm的InGaAsP半导体激光器端面设计并镀制了剩余反射率小于0.03%的三层减反射膜,得到了放大自发辐射波纹小于0.5dB的超辐射发光管。     

比较法非1/4波长膜厚控制仪

随着科学技术的发展,光学薄膜在各个领域中得到了广泛的应用。在薄膜系统中,常用的是经典的λ_0/4膜系。这种膜系厚度整齐,都是1/4波长的整数倍厚度。因此,这种厚度制备和监控方便,采用光学极值法和波长调制法就能成功地进行监控。但是,光学薄膜的应用日益广泛,对膜系的特性提出各种新的要求,采用经典的λ_0/4膜系已不能满足,而必须是任意厚度的新膜系。例如:在激光技术中,要求可见区和1.06微米减反射膜系,这种膜系的厚度必须是不整齐的。另外,当必须使膜堆的光学导纳匹配以降低其光学损失时,也应是非λ_0/4的膜系。任意厚度的膜系具有优良的光学     

可见光减反射膜薄层控制误差的分析与性能优化

为提升光学镜头的成像质量,消除杂散光的影响,以K9玻璃为基底设计可见光波段平均反射率小于0.1%的减反射膜。采用电子束离子辅助沉积的制备方式,针对薄层敏感度高、光谱变化大等问题,通过建立稳定控制膜层厚度的数学模型来减小膜厚误差,提高制备精度和成膜稳定性。对减反射膜进行环测实验,优化调整工艺参数,侧重提高减反射膜的硬度和耐水煮能力。实验结果表明,最终制备出的减反射膜在420～680 nm波段内的平均反射率约为0.044%,最高反射率为0.071 2%,克服了以MgF₂为外层的减反射膜机械性能和化学稳定性较差的问题,满足工程应用低损耗、稳定可靠、高强度、可重复性制备的要求。     

0.45～12μm多波段减反射膜的研制

战争环境的多样化和伪装技术的发展,促使具有多波段探测功能的新型光学仪器的发展,多波段减反射膜应运而生。根据多波段减反射膜的实际要求,阐述了基于渐变折射率的多波段减反射膜的设计原理,给出了用高低两种折射率材料的膜系初始结构。简要分析了膜系厚度和层数对光学性能的影响,应用光学薄膜设计软件进行了优化。对ZnS、YF3膜料进行了工艺试验,考虑了多波段减反射膜的抗环境性能,最后给出了实际的研制结果。     

基于光控监控厚度的胶合棱镜滤光膜系制备技术

胶合滤光棱镜主要是用来让不同波段的光谱或透射或反射以达到在一系列波段中选取所需要辐射波段的目的,其在两光路及以上的综合光电系统改善像质方面应用广泛,但是实际工艺加工中对于大陡度的胶合滤光棱镜膜系由于膜层厚度误差累积效应,经常在陡度附近透射波段出现“塌峰”现象,严重影响胶合滤光棱镜的实际光谱性能。阐述了光学薄膜透射率控制膜层厚度停止点的原理、镀膜机直接光控结构、胶合棱镜与光控片监控波长换算公式,并利用ARES1350镀膜机直接光控系统光控片监控胶合棱镜滤光膜系,提高了膜层厚度的控制精度,修正了膜层厚度的误差累计,达到了所制备膜系在790～825 nm, Ravg≥95%,895～935 nm, Tavg≥95%的滤光技术指标要求,膜层质量满足JB/T 8226.8—1999检测标准,为该类大陡度胶合滤光棱镜陡度附近透射率的控制提供了新的工艺方法。     

薄膜光学

二、三层减反射膜理论本论文简要地叙述了已知波长的三层减反射膜的方程式。涂层稳定性公式用来说明薄膜厚度或波长稳定的解。举实例讨论了所获得的不依赖于中间层的膜。 1.引言为了减少光学元件中因残余反射而引起的能量损失,必须采用减反射膜。单层膜或双层膜能解决单一波长的减反射膜。但是,当减反射函数增加到一系列波长范围时,则应增加膜层的数量。到目前为止已研究了少数三层或四层称之为λ/2或λ/4结构的工艺实例。     

双重膜厚监控在中远红外光学镀膜工艺中的应用

为提高中远红外增透膜镀膜工艺中膜厚监控的精度,对石英晶振监控和光学极值法监控进行了对比研究,分析了两者的优缺点。通过对两种监控方法的结合,在镀膜工艺中应用一种新的薄膜厚度监控方法——双重监控法。该方法适合于监控中长波段红外光学薄膜的沉积,提高了膜厚监控的精度。     

NiC/Ti中子多层膜的微结构和界面研究

NiC/Ti中子超镜是一种高性能的中子多层膜光学元件,是提升中子导管、聚焦装置等中子光学系统的中子利用率的关键之一。为了提升NiC/Ti中子超镜的性能,本文面向具有不同厚度NiC膜层的NiC/Ti多层膜,分别采用X射线掠入射反射和X射线衍射的方法表征了NiC/Ti多层膜的膜层厚度、界面粗糙度和膜层晶向结构。研究结果表明:随着NiC膜层厚度的增长,除了在较小尺度(≤2.5nm),NiC-on-Ti界面的粗糙度基本保持不变;而Ti-on-NiC界面的粗糙度却呈现出较大的变化。具有不同厚度的NiC膜层的NiC/Ti多层膜的界面粗糙度呈现不对称性的变化,主要原因在于NiC膜层的微结构随着膜层厚度的增长而产生了变化。     

最小膜层厚度对X射线非周期多层膜光学性能的影响

选用能制备小周期的钨/硅(W/S i)作为膜层材料对,着重研究最小膜层厚度对X射线非周期多层膜光学性能的影响。基于矩阵法计算多层膜反射率和单纯形数值优化方法,设计了入射光子能量为8.0keV,掠入射角的宽度分别为0.85°~1.10°,1.40°~1.70°的X射线超反射镜。结合实际实验制备技术,考虑了W/S i两种膜层材料的最小成膜厚度,确定了膜堆中最小膜层厚度为0.5nm~1.0nm。通过改变最小膜层厚度的值,优化设计了上述条件下的非周期多层膜并对其光学性能进行比较。结果表明:同一个工作波长下,随着多层膜工作角度(掠入射)的增加,膜堆中膜层的厚度减小,最小膜层厚度对其光学性能的影响增加,其光学性能变差。     

紫外激光单脉冲辐照损伤金属薄膜的数值模拟研究

针对不同厚度的镍膜以及金膜,利用多物理场耦合分析软件COMSOL Multiphysics研究了波长248nm、矩形脉冲宽度14ns激光辐照损伤阈值随膜厚变化的物理过程。本研究与他人的理论计算和实验测得的结果基本一致,研究表明:在高强度单脉冲激光均匀辐照下,金属薄膜表面的损伤主要是由于激光能量在其材料内部的沉积而导致的热效应引起的;当金属薄膜的厚度小于其光学吸收长度时(镍膜厚度<8nm,金膜厚度<12nm),其熔融损伤阈值随着薄膜厚度的增加而减小;当薄膜厚度大于光学吸收长度而小于其热扩散长度时(镍膜厚度8~730nm,金膜厚度12~1 050nm),其熔融损伤阈值随薄膜厚度增加而线性增加;当薄膜厚度大于其热扩散长度时(镍膜厚度>730nm,金膜厚度>1 050nm),其熔融损伤阈值随薄膜厚度的增大基本保持不变。     

金属和介质组合的双半波滤光片的设计和制备

前言用一层金属膜代替全介质双半波滤光片中两间隔层之间的反射膜,组成了介质多层膜|间隔层|金属膜|间隔层|介质多层膜这样的混合结构。这种组合的滤光片中,介质多层膜和间隔层实质上是金属膜的减反射膜,使金属膜对于中心波长λ_0的反射率减至接近于零。因而波长λ_0的透射率可增至80％左右,同时这组减反射膜对波长变化很敏感,稍一偏离中心波长,其减反射特性就减退,使透射率下降,这样使形成了一通带轮廓,在通带的两侧,多层介质膜系增进了金属膜的反射率,因此仍然保持着金属膜的宽反射区。理论计算表明,中心波长的位置,主要决定于两间隔层的厚度,两间隔层厚度的一致性对滤光片的峰值透射率,通带形状和半宽度有     

一种多层超薄吸收膜系的厚度监控法

本文提出了一种用ATR方法测定超薄膜光学常数,然后以透射率实时监控多层超薄吸收膜系厚度的方法;介绍了实验装置,分析了可能存在的误差并展示了用这种方法监控的一些镍—碳软X光反射镜的测量结果。     

基于Au-Ag复合膜的光纤表面等离子体共振传感器理论仿真研究

为增强基于Ag膜光纤表面等离子体共振(SPR)传感器的抗氧化能力,可将Au膜镀于Ag膜表面。利用TFCalc软件对不同厚度Ag膜和Au-Ag复合膜的光纤SPR传感特性进行理论仿真研究。仿真结果表明:光纤SPR吸收峰显著依赖于Ag膜厚度,当Ag膜厚度由40nm逐渐增加到80nm时,共振吸收峰的半峰全宽逐渐减小,且共振波长随Ag膜厚度的增大而减小,共振波长变化范围较小,仅为7nm左右;Au膜的引入对共振吸收峰反射率影响不大,不同厚度Au-Ag复合膜的SPR共振波长随Au膜厚度的增大而增大。     

用干涉极值法监控有机电致发光薄膜厚度的研究

根据Ａｂｅｌｅｓ 法测量了喔星锌的折射率,为１．６９７;代替石英晶体振荡法,利用干涉极值法监控,通过真空蒸发镀制了光学厚度（ｎｄ）为５４０ｎｍ 的喔星锌有机电致发光薄膜,说明在真空蒸发下干涉极值法监控有机电致发光薄膜的膜厚是有效的。     

薄膜技术在消除机械瞄准具虚光问题中应用的研究

用波动光学理论建立起光在空气与金属表面的传播模型,通过分析,给出了机械瞄准具照门缺口处虚光成因的近似解释。分别用特征矩阵法和矢量法计算出了所需的一层与多层减反射膜的膜系参数,与现有的薄膜材料参数相比较,选择适当的材料作等效代换,给出了一套合理的膜系设计。     

不同厚度Al滤片对17~33 nm 高次谐波抑制的定量研究

利用840 l/mm的金膜透射光栅分光和AXUV100G 光电二极管(PD)探测器研究了不同厚度的Al滤片对光谱辐射标准和计量线(U27)球面光栅单色器(SGM)分支17~33 nm波段高次谐波的抑制情况。结果表明,Al滤片厚为400 nm时,在17~33 nm波段有较好的抑制效果且能保证探测器的信号强度,高次谐波信号强度分量小于2%。经过探测器量子效率修正后,高次谐波分量小于0.6%,这对多层膜反射率的定标及探测器定标有着重要的意义。     

薄膜光学 六、二个给定波长减反射膜的设计方法

本文研究了当所有光学厚度均相等制备减反射膜时,薄膜的折射率之间的关系式。利用这种关系式来测定两已知波长减反射膜是可能的。根据二个给定波长和衬底折射率对各种情况进行研究。     

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。     

基于宽光谱的嵌入式膜厚监控系统

为了实时准确监控光学镀膜膜层厚度,基于宽光谱扫描法,结合嵌入式控制技术,开发出一套以ARM9与Linux系统的高效嵌入系统为基础,应用于光学镀膜工艺过程监控镀膜层厚度的监控系统。本系统能通过在薄膜生长过程中实时、高精度地测量其宽光谱特性,对镀膜过程进行自动控制。详细阐述了该系统的工作原理、硬件系统和软件系统,实验结果表明,系统具有较高的监控能力,性能稳定。     

用微处理机对介质膜光学厚度“返转点”监控法的高精度改进

本文简要地叙述了控制介质膜光学厚度的各种返转点监控法且指出了它们的缺点,同时介绍了一种新的十分精确地停止光学厚度为四分之一波长整倍数的介质膜层淀积的方法。并用两种方法镀制了窄带干涉滤光片,以峰值波长的重复性,对比了人工操作控制和微处理机自动控制系统的控制精度。