采用电光效应实现双折射切趾的集成光学声光可调谐滤波器

声光可调谐滤波器（AOTF）是密集波分复用系统（DWDM）中的关键器件之一。影响该器件性能的一个主要因素是透过率曲线中旁瓣的存在。基于双折射切趾的原理，提出了利用LiNbO3 电光效应来实现切趾的新方案。对该方法进行了理论和实验两方面的研究，实验结果与理论基本相符。     

金属氧化物薄膜光学常数计算物理模型应用研究

采用离子束溅射(IBS)方法制备了HfO₂和Ta₂O₅两种金属氧化物薄膜,通过测量薄膜的椭偏参数,使用非线性最小二乘法反演计算获得薄膜的光学常数。 在拟合过程中,采用L₈(27)正交表设计了8组反演计算实验,在初始选定Cauchy模型后,对HfO₂薄膜拟合影响最大的为表面层模型,对Ta₂O₅薄膜拟合影响最大的为折射率梯度模型。 确定了不同物理模型对拟合函数MSE的影响权重和拟合过程中模型选择的次序,按照确定的模型选择次序拟合,最后加入弱吸收模型反演计算两种薄膜的光学常数,反演计算的MSE相对初始MSE可下降79%和39%,表明拟合过程模型选择物理意义明确,具有广泛的应用价值。 在500 nm处,Ta₂O₅薄膜的折射率梯度大于HfO₂薄膜, 而HfO₂薄膜消光系数大于Ta₂O₅薄膜。 表明Hf金属与Ta金属相比容易氧化形成稳定的氧化物,HfO₂薄膜的吸收要高于Ta₂O₅薄膜。     

高变倍比中波制冷型连续变焦光学系统设计

采用机械补偿法变焦型式,建立两组元连续变焦光学系统模型,在该模型的制导下,针对中波640×512、像素尺寸15 μm制冷型焦平面阵列探测器,设计了一款立体布局的高变倍比连续变焦光学系统。该系统工作波段为3.5 μm~4.8 μm,焦距范围覆盖30 mm~500 mm,工作温度范围覆盖-40℃~+60℃,变焦过程中F数恒定为4,系统变焦全过程具有100%冷光阑效应。设计过程中对系统冷反射进行了详细分析,对凸轮曲线进行优化设计。设计结果表明:该系统在0.8视场内,全温度范围的光学调制传递函数在33 lp/mm处大于0.25,在25 lp/mm处大于0.4;全视场公差作用下系统传递函数在33 lp/mm处大于0.13。该系统具有变焦轨迹平滑,冷反射抑制特性优良,成像质量佳,环境适应性好等优点。     

一种非对称双面离轴非球面反射镜检测补偿变焦光路设计方法

随着多波段共孔径高精度探测技术的发展,非对称双面离轴非球面反射镜因具备突出特点而发挥着越来越重要的作用,但高精度检测是限制其使用的关键步骤,而针对非对称双面离轴非球面反射镜检测一般还是分别使用两套补偿器单独完成,效率较低且切换补偿器会降低检测精度.针对这个问题,本文以干涉检验法中的折射式Offner补偿法为基础,按照离轴孔径光阑使光线离轴并分光、共用透镜组前后移动变焦及反射镜折叠光路的思路,提出一种变焦零位补偿装置光路设计的方法,并针对实例使用光学设计软件进行仿真设计实验,实现使用一套变焦零位补偿装置完成对非对称双面离轴非球面反射镜正反两个面的高精度检测光路设计.针对设计结果进行公差分析,分析表明设计满足制造装配精度要求,验证了该方法的可行性,为非对称双面离轴非球面反射镜高精度检测提供了一种新思路.     

高功率激光器光束质量测量的衰减缩束仿真研究

光束质量因子M²是表征高功率激光器横模特性的主要参数,针对目前光束质量分析仪只能用于小口径、低功率激光器光束质量评估的问题,开展了高功率激光器光束质量测量的衰减缩束技术原理与仿真研究。建立了衰减缩束组件的仿真模型,利用有限元的方法对光学元件在高功率激光下的热致像差进行研究,得出热致像差的峰谷(PV)值小于82 nm时,对光束质量因子的影响小于5%。当光束通过衰减组件时,如果发生退偏,光束质量因子将偏小。基于泽尼克多项式和光束质量因子计算模型,研究分析了缩束组件波前畸变对测量的影响,并通过Zemax仿真分析看出,在装调时入射光与缩束组件中心光轴夹角视场小于7°时,对光束质量因子测量的影响小于5%。     

金刚石车削表面微纳织构的气囊抛光改进EI北大核心CSCD

单点金刚石车削技术被广泛应用于光学表面的超精密加工。然而,车削表面固有的周期性残留刀痕结构将增强表面散射效应,恶化元件光学性能。为了抑制散射以获得高质量光学表面,采用气囊抛光技术主动改变车削表面周期性刀痕结构。基于Taguchi正交试验,以表面粗糙度及功率谱密度的改善率为设计指标,分析获得了最优抛光参数。采用该最优参数对一精车表面进行了抛光试验,抛光后表面粗糙度Ra由3.81 nm降到1.42 nm,各空间频率功率谱密度大幅降低,同时表面的衍射条纹消失。试验结果验证了所采用的抛光及相应优化方法的有效性,具有重要的工程应用价值。     

基底和膜层-基底系统的赝布儒斯特角计算(英文)

对基底和膜层-基底系统的赝布儒斯特角进行了数值计算.结果显示:当基底的消光系数小于0.01时,基底的赝布儒斯特角主要是由折射率决定;当基底的消光系数大于0.1时,基底的赝布儒斯特角不仅与折射率有关,而且还与消光系数有关,随着消光系数发生后周期性变化.研究表明:单层膜-基底系统的赝布儒斯特角主要由膜层的物理厚度、折射率、基底的光学常量所决定;在HfO2-硅和HfO2-融石英基底系统中,赝布儒斯特角随着入射光波长和膜层厚度的变化呈现准周期性规律变化,可能是由入射光在膜层的干涉效应引起的.     

声光可调谐环形腔掺铒光纤激光器

应用单级偏振无关的准共线型声光可调谐滤波器为调谐元件,实现了环形腔掺铒光纤激光器的连续可调谐激光输出.简要阐述了与偏振无关的准共线型声光可调谐滤波器的工作原理,对其频移补偿原理进行了分析.实验研究得到:当抽运功率为13mW时,中心波长为1550nm的激光输出功率为322μW,阈值抽运功率在7.65mW左右,斜率效率约为6.02%;并获得了38nm带宽(1524.7—1562.4nm)的连续可调谐激光输出.     

极紫外与X射线波段正入射两镜反射系统的研究

基于三级象差理论,分析了几何象差对正入射望远镜性能的影响,总结了弥散斑角宽度θ随着系统f数和半视场角uP的变化趋势.弥散斑的角宽度θ随着半视场角uP的增大而增大,随着系统f数的增大而减小.当f数小于10或者半视场角uP大于0.005弧度时,弥散斑角宽度θ变化比较剧烈.详细讨论了四种典型的反射系统,Dall-Kirkham系统和反Dall-Kirkham系统的弥散斑角宽尺寸在一个数量级上,大约为卡塞格林系统的十倍.R-C系统的弥散斑角宽最小,几乎是卡塞格林系统的十分之一.通过本文的结论公式可以估算一个光学系统的象差尺寸并避免进行光线追迹.     

声光可调谐滤波器多波长同时滤波的特性

集成光学声光可调谐滤波器 (AOTF)有很多优点 ,特别是它可以同时滤出多个波长 ,因此在波分复用(WDM)光纤通信网络中有重要应用。针对其这种特性 ,运用耦合模理论 ,导出了同时存在两束声波时的严格的耦合模方程。在此基础上 ,得到滤波特性的数值解 ,分析了多波长同时运用时 ,滤波器的主峰强度、中心波长和 3dB带宽随时间的波动 ,同时也分析了当信道间隔较小时滤波特性失真严重、噪声较高的原因。在分析了共线型声光可调谐滤波器多波长同时运用所存在缺点的基础上 ,提出利用准共线模转换器来改善声光可调谐滤波器多波长同时运用的性能。