密集型波分复用薄膜干涉滤光片的设计

介绍了波分复用系统对薄膜干涉滤光片的基本要求，为了满足这些要求，一方面需要精心选择基板和薄膜材料，另一方面要寻找性能优良，制造容易的膜系，文中提出了二种适宜于设计这种滤光片的方法。     

多腔薄膜梳状滤波器中心波长温度稳定性分析

利用高桥模型详细分析了多腔薄膜梳状滤波器的中心波长温度稳定性问题。发现由于多腔薄膜梳状滤波器的固体腔较厚而反射镜膜系的厚度相对较薄,因此膜系与固体腔之间的温度引起的弹性应力导致的膜系光学常数的变化已经不是主要影响因素,而固体腔材料的折射率温度系数引起的中心波长漂移对整个器件的影响较大。计算表明对于一个密集波分复用中使用的100 G信道间隔的三腔薄膜梳状滤波器而言,当固体腔材料(熔融石英)的折射率温度系数为1×10-5/℃时,器件的中心波长漂移在-40 ℃~85 ℃的温度范围内可达±1 nm。     

TiO2膜消光系数的确定及制备参量的影响

基于窄带干涉滤光片的峰值透射率测量可以直接反演出薄膜的消光系数,从而得到了一种简易而又精确的评价薄膜微弱损耗的新方法。阐述了确定弱吸收薄膜消光系数的基本原理,并分析了这种评价方法的基本精度。讨论了离子束溅射TiO2薄膜的制备参量对薄膜消光系数的影响。发现溅射速率和氧分压是影响TiO2薄膜损耗的灵敏因素。在保持其它参量不变的条件下,溅射速率从0.35nm/s下降到0.23nm/s,TiO2薄膜的消光系数从3.9×10-5下降到2.1×10-5;辅助离子源的Ar∶O比从1∶2变化为1∶4,对应的消光系数从5.6×10-5下降到2.3×10-5。此外,随着基板温度的提高,损耗也会有所增加。TiO2薄膜消光系数评价的合理性表明由窄带滤光片的峰值透射率来反演薄膜的消光系数是可行的。     

薄膜多腔滤光片型梳状滤波器的设计

介绍了一种通过使用多个薄膜法布里—珀罗滤光片的叠加来实现密集波分复用中使用的梳状滤波器的设计的新方法。采用间隔层为熔融石英的薄膜法布里—珀罗滤光片作为基本结构的光学梳状滤波器可以比较容易地控制各腔的厚度,因而能精确地达到波分复用系统中波长间隔非常窄的要求。分析了如何确定间隔层厚度和各法布里—珀罗腔的反射镜的反射率以及它们之间的匹配问题,最后给出了与设计吻合较好的实验结果,制作的梳状滤波器在C波段的信道间隔为100GHz,相邻通道窜音小于-24dB,最小插入损耗约-0．4dB。     

High-dispersive mirror for pulse stretcher in femtosecond fiber laser amplification system

We present a high-dispersive multilayer mirror for pulse stretching in a femtosecond fiber laser amplification system. The designed mirror contains 54 layers with a total physical thickness of 7.3 μm, which can provide a positive group delay dispersion (GDD) of 600 fs² and a high reflectance over 99.9% from 1010 to 1070 nm. The samples were prepared by dual ion beam sputtering. The measured transmittance matches well with the theoretical result. The GDD characteristics of samples were tested by home-made white light interferometer. The measured GDD is higher than the design results, an average GDD of +722 fs² from 1010 nm to 1070 nm. The mirrors were employed in a Yb-doped large-mode-area photonic crystal fiber amplification system. An input pulse compressed by the gratings with autocorrelation function of 83 fs is obtained with a stretched FWHM of 1.29 ps after 28 bounces between the dispersive mirrors. The results show that the multilayer dispersive mirror could be an effective and promising technique for pulse stretching in femtosecond amplification systems.     

基于金属——介质薄膜的反射型彩色滤光片

基于诱导反射原理设计了一种可见光波段金属-介质薄膜结构的反射型彩色滤光片.高吸收铬和高反射铝的应用使它既能获得高反射率又有很高的宽波段截止度,通过改变介质匹配层的厚度实现适当的导纳匹配,得到了反射率大于72％、较高色饱和度的红绿蓝三色滤光片.实验制作了样品,测试结果与设计相吻合.基于半色调技术,采用光刻和剥离工艺制备了...     

激光入射角度对薄膜热场分布影响的数值分析

在多层介质薄膜中，激光的入射方式是影响薄膜抗损伤能力的关键因素之一.提出了一种模拟锥角高斯光入射多层介质薄膜后电场和热场分布的方法.该方法能够分析薄膜中高斯光各个角谱分量叠加形成的电场分布，进而得到由于薄膜本征吸收产生的热量沉积以及薄膜内部的温度场分布.针对中心波长为4.3 μm的中红外高反膜进行了分析，给出了高反膜系的温升峰值随激光入射角度和偏振态的变化.结果表明：对于s偏振光，斜入射时膜系的最高温升峰值高于垂直入射峰值，而p光的结果则相反.此种模拟方法克服了原有方法对激光入射角度的限制，较好地反映出斜入射情况下激光偏振态对薄膜损伤的影响. 关键词： 多层介质薄膜 高斯光 热过程 数值分析     

波分复用薄膜带通滤光片的中心波长温度稳定性

讨论了影响波分复用薄膜滤光片中心波长漂移的因素 ,着重分析了滤光片的温度稳定性。根据实验结果 ,借助于高桥模型 ,分析计算了滤光片的折射率温度系数、线膨胀系数和泊松比以及它们对温度漂移的影响。得到了Ta2 O5/SiO2 滤光片薄膜的折射率温度系数、线膨胀系数、泊松比分别为 1× 10 -5℃-1,5× 10 -7℃-1和 0 12 ,指出了这三个参量是影响温度稳定性最重要的因素 ,特别是薄膜的折射率温度系数。对特定的基板热膨胀系数 ,通过调节滤光片的干涉级次和间隔层材料 ,可望得到零温度漂移的稳定滤光片。     

红外薄膜中热应力的研究

由于红外薄膜材料和基板热膨胀系数显著不同,所以在高温基板上镀膜后降温将产生热应力,进而引起边界分层破裂现象,影响薄膜器件的牢固性.对薄膜厚度、杨氏模量和热膨胀系数对薄膜分层破裂的影响进行了研究,同时分析了薄膜设计对减小分层破裂的作用.这对减小红外薄膜系统因热应力引起的分层破裂现象具有实际应用价值. 关键词： 多层介质薄膜 红外 热应力 分层破裂     

新型色散补偿薄膜的初始结构设计方法

啁啾脉冲振荡(CPO)与飞秒激光显微系统都要求在一定带宽内能够提供大的色散补偿.如此大的色散补偿要求是之前应用于飞秒激光器的各种色散补偿薄膜结构难以达剑的.为此提出一种将基于共轭腔与G-T腔混合结构的初始膜系设计,只要在此基础上稍加优化,就可以满足系统的色散补偿要求.针对CPO系统与飞秒激光显微系统的实际需求,提供了两个设计实例,验证了这种初始结构的有效性.相比与于单纯用计算机优化方法生成的膜系,该结构更加简单而规整,因而便于实际的加工制备.