波长1530～1570 nm水晶波片增透膜

随着20世纪90年代后期因特网的蓬勃发展,对通信容量及传输速率提出无止境的要求,造就了DWDM系统的极大成功.光纤通讯器件跟电子器件初期发展一样,也是先从分立元件开始,任何光路经过元件的两面一定是要镀膜的,这些元件的薄膜种类很多,本文介绍的水晶波片增透膜就是其中之一.为使此元件在流水线作业上安装及校正的方便、可靠,要求镀制好增透膜的波片不仅有良好的光学性能,即满足波长1530 nm～1570 nm波段处的剩余反射率小于千分之二,而且要求镀好波片O光和E光的位相角差的正负误差范围控制在一定的界限内.为此,我们通过多次试验,优化膜系设计,不断地改变和寻找适当的镀膜工艺来镀制增透膜.目前,已基本满足此种波片的使用要求,并形成一定的小批量生产.(PH6)     

线性共蒸法制备渐变折射率薄膜的光学特性分析

利用德鲁德理论和洛伦兹一洛伦茨理论，从介电常数分析人手，探讨了混合介质膜的折射率表达式，给出利用双源共蒸法镀制的渐变折射率薄膜在混合介质膜的总沉积速率恒定、两种膜料的单分子大小近似相等和沉积速率均为线性变化时的折射率表达式；从正变和负变、单周期和多周期、不同的周期数和不同的单周期厚度几个方面对渐变折射率薄膜的光学特性进行了模拟分析和讨论；对渐变折射率薄膜的实现、应用以及实验制备中有待进一步解决和处理的问题进行了讨论。     

反射式相位延迟器的性能研究

多层介质反射镜在非正入射的时候,两个不同的偏振态之间会产生不同的相移。通过优化设计,入射角为45°,在1285～1345nm之间p,s波获得了270°±0.15°的相移和99.5%以上的反射率。对使用的膜系进行了每层光学厚度的误差分析。用离子束溅射技术制备相位延迟膜,在大气中对样品进行不同温度的退火,用分光光度计测试了光谱特性和用椭偏仪测试了相位特性。结果表明,未退火的样品在相应波段获得了267.5°±0.5°的相移和99.6%以上的反射率;根据拟合分析,最外层的误差和折射率与设计值的偏差是发生相移偏小的主要因素;随着退火温度的升高、折射率变小和物理厚度变大,相移将变小。     

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。     

高反射硅镜弱吸收的研究

运用表面热透镜技术精确测量 1315nm高反射硅镜的弱吸收 ,并结合原子力显微镜所显示的薄膜表面情况判断引起吸收的原因 ,为工艺上减少吸收降低损耗提供测量保证     

波长分离膜在2μm飞秒激光作用下的损伤特性

用离子束溅射的方法在红外石英玻璃基底上制备了Ta2O5/SiO2(1.064μm波长下高透,2.128μm波长下高反)波长分离膜,利用飞秒激光系统(输出波长为2μm,脉宽为80 fs)测试了它的激光损伤情况,同时用光学显微镜和扫描电镜观察了样品的损伤形貌,根据不同能量作用下破斑面积与能量密度的关系拟合得到样品的损伤阈值。实验结果表明,2μm飞秒激光作用在波长分离膜的损伤形貌为层状分布,破斑边缘比较清晰,没有热扩散和热传导现象,属于本征损伤。利用基于导带电子数密度的理论模型,并结合电场分布与带隙理论讨论了2μm飞秒激光作用于光学薄膜的损伤机制,确定了损伤起源于高低折射率界面处的窄带隙材料。     

离子束辅助技术获得高激光损伤阈值的增透膜

采用合适的离子束辅助沉积(IBAD)参数在K9基底上镀制了高激光损伤阈值的中心波长1053 nm的增透膜,分别从光谱性能、吸收性能、抗激光损伤阈值(LIDT)以及退火后的影响等方面与未进行离子束辅助沉积的薄膜进行对比分析。实验结果发现,采用离子辅助制备的薄膜放置80 d后具有更好的光谱稳定性,与未进行离子束辅助镀制的薄膜相比,平均吸收下降了57%,吸收值偏高的奇异点明显减少;损伤阈值提高了60%,用Leica偏振光学显微镜观察50%损伤几率的能量下破斑形貌,发现经过离子束辅助制备的样品破斑形状整齐且缺陷点少;未进行离子束辅助制备的样品退火后吸收降低,阈值提高,但奇异点没有减少,辅助样品变化不大。由此可知,离子辅助有助于制备高性能基频增透膜。     

定向离子清洗对基片表面性质的影响

为提高高功率激光薄膜的抗激光损伤能力，研究了定向离子清洗对玻璃基片表面性质的影响。用End-Hall型离子源在不同清洗参数下对K9玻璃基片进行了清洗，用光学显微镜验证了基片的二次污染和离子的清洗效果，用静滴接触角仪测量了基片在离子清洗前后对水滴的接触角，用原子力显微镜和轮廓仪分别观测了不同参数的离子清洗前后的基片表面形貌和粗糙度，分析了基片清洗后表面性质如清洁、表面能、接触角、表面粗糙度、表面形貌的变化机理。研究表明定向离子清洗可有效去除二次污染、增加基片表面能、控制基片表面粗糙度和表面形貌，是一种有效改善基片表面性质的处理方法。     

氧碘激光器相位延迟片的制备与性能研究

多层介质反射镜在非正入射的时候,两个不同的偏振态之间会产生不同的相移。利用矩阵法,根据菲涅耳公式和电磁场边界条件,推导出p,s波的相移。通过优化设计,入射角为54°,在1285~1345 nm之间p,s波获得了270°±1°的相移,同时也使反射率在 99 .5%以上。用离子束溅射技术制备相位延迟膜,用分光光度计测试了光谱特性和用椭偏仪测试了相位特性,在相应波段获得了 262. 4°±1. 8°的相移,同时也使反射率在 99. 6%以上。误差的主要来源是离子源工作特性会产生不均匀的过渡层和最外层会吸收一些水气、灰尘等也产生表面过渡层。由误差分析得出了制备过渡层的物理厚度和折射率的变化情况,最外层的厚度误差和折射率偏差是发生相移偏小的主要因素。