一种用于DWDM系统的薄膜型微小偏振分束器

讨论了一种用于DWDM系统中的光开关、偏振无关隔离器等单元器件中的微小薄膜型偏振分束器制造的关键技术.光学膜层采用数学多重优化设计方法;采用Monte Carlo允差分析原理分析膜层的容差,以便选择更易制备的膜系;计算膜层的Macleod极值灵敏度,得到所选膜系各个膜层的误差要求;模拟光学监控过程,以制定相应的膜厚监控策略.设计了实用的棱镜胶合装置,得到了较高技术指标的PBS棱镜.结果表明,棱镜的光学冷加工,是器件制造的基础;光学薄膜的设计与制备是器件制造的关键,也是难点;棱镜的胶合是器件不可忽视的环节.     

光学薄膜淀积监控方法研究

薄膜的光学特性决定于其各膜层的厚度和折射率,监控各膜层的淀积厚度是淀积过程中最重要的工艺.本文分析比较了直透监控法、分离控制法、高级次监控法以及变波长监控和晶体振荡监控等光学薄膜淀积监控的几种方法.直透监控法的各层膜膜厚监控误差大,但监控光带宽的减小和膜层厚度误差的补偿作用,使得薄膜峰值波长定位精度很高;它对监控系统的精度要求非常之高,一般要求不低于40 dB.相对而言,分离控制法可以保证较大的变化幅度,在5‰的监控精度下(23 dB)就可以保证膜层的合理蒸镀,得到膜厚监控误差较小的成膜;但监控片的更换割裂了整个膜系的各层膜之间有机补偿作用,成膜的中心波长会向长波方向漂移.高级次监控方法可以提高极值法对膜层的监控精度,但膜料在不同波长处色散影响膜系的结构.变波长监控法在镀制非规整膜系时可取得较高的监控精度.晶体振荡法是监控多腔窄带滤光片匹配层的有效方法.结合光纤通信用窄带滤光片要求,提出了窄带滤光片应采用直透法过正监控和晶体振荡法相结合的监控方法.(PH8)     

角度调谐滤光片的膜系优化设计算法

根据薄膜窄带滤光片在倾斜入射时的特性,通过改进间隔层膜系结构调整其等效折射率,可以设计出具有稳定透射峰值和带宽的角度调谐窄带滤光片.倾斜入射时窄带滤光片透射光的S和P偏振分量的中心波长会随着入射角度的增大出现分离现象,产生较大的偏振相关损耗.分析了偏振分离现象出现的原因和其与滤光片等效折射率的关系,提出了消除偏振分离现象的方法.根据薄膜矩阵理论建立了分析模型并提出了一种该可调滤光片的设计方法,根据开发的程序优化设计并制备了一组用于100 GHz密集波分复用(DWDM)系统的低偏振相关损耗的四腔角度调谐窄带滤光片,实验结果证明其满足设计要求并有接近20 nm的可调范围.     

基于薄膜滤光片的角度调谐系统设计

基于薄膜滤光片角度调谐的基本原理,实现了一种具有较宽波长调谐范围的可调窄带滤光器。通过优化机构装置参量,利用步进电机精确控制滤光片的入射角度。通过对多腔窄带薄膜滤光片的膜系结构及其等效折射率的计算,得到了滤光片透射中心波长与入射角度的关系式。制备了一个包括步进电机及转动机构在内的滤波器角度调谐装置,在1543-1563...     

大口径1064nm窄带滤光片的研制

采用现代光通信DWDM镀膜技术,选用Ta2O5/SiO2氧化物硬质薄膜材料,研制成功大口径、高性能1064nm窄带滤光片。给出了从膜系设计到试生产及膜层的性能方面的一些实验结果,表明产品的各项性能指标达到或超过了客户的要求,现已定型批量生产。     

激光雷达测距系统中滤光片的制备

针对激光雷达测距系统的使用要求,通过对镀膜材料的光学特性、膜系设计和监控方法的分析,优化工艺参数,采用电子束真空镀膜的方法,同时加离子辅助系统,选用TiO2和SiO2氧化物硬质薄膜材料在HB830颜色玻璃基底上镀制窄带滤光膜.用maclod灵敏度算法分析膜层的相对灵敏度,减小厚度监控误差,改进制备工艺过程,寻求膜系的最佳控制方法.所镀膜层在垂直入射的条件下,905 nm波长的透过率达86%以上,半峰值宽度为23 nm,并且通过提高膜厚控制精度解决了中心波长漂移、膜层吸收等问题.该膜层能够承受激光光源的照射,抵御恶劣的使用环境.     

10.6μm窄带滤光片研制中的允差分析

本文籍助于Monte Carlo数值模拟分析法,模拟分析了高级次监控镀制窄带滤光片中的误差补偿过程,讨论了误差与成品率问题,并得出了一些有意义的结果。     

光学滤波片薄膜镀制工艺中的监控技术模拟分析

在窄带滤波器件的研制过程中，模拟分析了采用极值法对膜层厚度进行光学监控及其偏差对滤波器件光学特性的影响，并给出了一个4腔DWDM滤波片的理想工艺曲线以及模拟计算所得到光学特性的分布曲线，计算结果有利于指导高品质薄膜器件的研制，并研制出符合工业应用标准要求3腔和4腔的100GHz,200GHz的DWDM滤波片以及CWDM滤波片。     

真空镀制干涉薄膜时监控片高度的计算

在用真空热蒸发介质镀制干涉薄膜时,膜层的厚度通常是用光电光度法进行控制的,其中用窄带干涉滤光片分出单色控制光束。这时,为了在镀件上得到光学厚度为λ/4的膜层(λ是监控滤光片的中心波长),镀件样品应放置在蒸发源上方一定的高度处。     

窄带全介质膜滤光片的转值监控

本文用精确的和近似的方法,从理论上研究了转值法控制膜厚的误差对全介质干涉滤光片性能的影响。虽然该法控制单层膜的精度很差,但峰值频率的理论精度和窄带滤光片总性能极高。因此,实际生产的滤光片性能差的原因不象是该法固有局限性所致,而是使用方法不当或与控制方法无关的其他因素造成的。     

采用透射频率极值法临近的薄膜淀积电脑仿真

分析了透射率极值监控系统的精度与被监控膜层的光学厚度误差之间的关系,推导了在不同情况下薄膜淀积时,监控者于透射率极值点的判定误差和被镀层的光深厚误差之间的关系式,对规整膜系在透射率极值法监控镀膜系统中的淀积结果进行了电脑仿真。仿真结果与实验结果相吻。     

一种提高极值法监控精度的方法

提出了一种提高极值法监控薄膜淀积层厚精度的方法。该监控方法通过改变各层膜的反射率极值过正量而将被镀膜层精确地停镀于其膜厚的设计值。这一方法既可提高淀积规整膜系时的层厚监控精度,也可提高淀积非规整膜系时的层厚监控精度。     

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。     

一种适用于在线检测的纳米薄膜厚度精确测量方法

提出了一种新的薄膜厚度测量方法.该方法以镀有一层厚度足以引起干涉的过渡层为衬底,通过测量镀膜前后透（反）射谱的变化,即可实现薄膜厚度的精确测量.由于过渡层的厚度已经引起干涉,新镀上去的待测薄膜即使很薄,也会引起干涉的变化.通过镀制待测薄膜前后透（反）射谱干涉的变化,可以很容易地精确测量出待测薄膜的厚度,其测量极限高达1...     

基于OpenFilters的He-Ne气体辉光压制窄带滤光片

为了解决环形激光器小型化中信号信噪比随腔长减小而下降的问题,设计了一种能压制He-Ne气体放电辉光而不影响激光光强的窄带滤光片。基于OpenFilters软件独有的step自动膜系设计方法,以初始膜层厚度为线索,设计了符合光谱特性实际应用要求的多个非规整膜系结构。考虑膜层数、膜层厚度及应力等因素,选出便于石英晶振监控的窄带滤光片。在45的入射角下,该滤光片对s偏振光在632.8nm处的峰值透射率为99.9%,通带半峰值全宽为5.2nm,截止带平均透射率为1.35%。结果表明,该滤光片可有效压制He-Ne气体的放电辉光,提高小型环形激光器的信噪比。     

TiO2薄膜的宽光谱特性椭偏法研究

为了获得TiO2薄膜的光学常数,采用德国SENTECH生产的SE850宽光谱反射式光谱型椭偏仪,测量和分析了用光控自动真空镀膜机沉积在K9玻璃上的单层TiO2薄膜,得到了TiO2薄膜在300nm~2500nm宽谱上的光学常数曲线和薄膜厚度.根据TiO2的薄膜特性及成膜特点,考虑了表面粗糙层和界面层对薄膜性能的影响,建模时采用Cauchy指数模型和Tauc-Lorentz模型,对建立的各种模型测量得到的数据进行了分析和比较.结果表明,模型基底/Tauc-Lorentz模型/表面粗糙层可以得到最小的均方差为0.5544,得到的TiO2薄膜的厚度的测量值与TFCalc软件的计算值最接近.该研究结果对TiO2薄膜多层膜膜系设计和制备有参考价值.     

DWDM用光学滤光片制造监控系统设计

分波/合波器是DWDM系统的核心器件之一,可采用光学滤光片镀膜实现,合格的膜系需要实现膜层厚度的精确控制。介绍一种自动控制镀膜系统,在国产镀膜系统的基础上,采用工业计算机进行自动控制,采用LabVIEW和Matlab混合编程,LabVIEW编写控制界面,实时显示监控曲线和数据存储,调用Matlab完成算法,该系统能完成复杂膜系的精确控制。     

非制冷热释电薄膜红外探测器热绝缘结构的研制

采用由多孔 Si O2 薄膜和过渡 Si O2 薄膜组成的复合薄膜结构实现了非制冷热释电薄膜红外探测器的热绝缘 .利用溶胶凝胶方法制备了多孔 Si O2 薄膜以及过渡 Si O2 薄膜 ,通过优化制备工艺 ,使得多孔 Si O2 一次成膜厚度达到30 70 nm ,孔率达到 5 9% ;过渡 Si O2 一次成膜的厚度达到 1 88nm,孔率达到 4 % .AFM表明 ,由过渡 Si O2 薄膜与多孔Si O2 组成的复合薄膜结构的表面粗糙度远小于多孔 Si O2 薄膜的表面粗糙度 .该热绝缘结构有利于探测器后续各层功能薄膜的集成