基于计算全息的衍射光学元件印模制备方法研究

介绍了一种基于计算全息的非对称多台阶衍射光学元件印模制备方法，研究了相位型计算全息的工作原理和设计方法，建立了相应的光学系统和衍射光波模型，设计了求取相位型印模微结构的算法流程。在理论分析的基础上，以叠心图案为例，利用MATLAB分别仿真了2台阶、4台阶、8台阶、16台阶衍射光学元件的相位信息以及表面微结构形貌，并对比了其再现图像的质量，发现台阶数越多，再现图像的质量越好。获得印模空间高度数据以及表面结构分布后，利用单点金刚石车削技术，采用快刀加工方式，分别加工了元件尺寸为6 mm×6 mm，最小特征尺寸为30 um的2台阶和4台阶印模，并获得了实际加工的台阶轮廓曲线以及表面结构轮廓。最后采用紫外固化纳米压印技术实现了4台阶印模的复制过程，并对复制样品进行了图像再现，结果表明该方法能用于非对称低台阶数衍射光学元件印模的制备。     

一种基于光电极值法的光学膜厚监控系统的改进设计

介绍目前通用的基于光电极值法的光学膜厚监控系统的特点，针对其缺点进行改进设计，新系统的稳定性有较大提高，可满足镀制多层介质薄膜器件的要求。     

圆筒式柱面磁控溅射靶的磁场设计与仿真研究

为探究一种可实现向心溅射的圆筒式柱面磁控阴极靶,需要对靶装置内的磁场分布进行研究,进一步讨论靶结构参数对其磁场分布的影响规律。本文根据磁控靶的结构与工作原理,利用COMSOL Multiphysics有限元分析软件中AC/DC接口,对靶进行三维模型构建、划分网格和仿真计算。通过改变靶内磁体形状尺寸、磁轭形状以及结构排布,对靶面磁场的分布进行规律探究。最终确定新型圆筒式柱面磁控溅射阴极靶内的磁场结构参数,结果表明结构靶面磁场分布均匀且大小满足溅射要求的磁感应强度(20~50 mT),平行靶面均匀磁场区域达35%~40%左右。通过这类靶磁场结构的研究,为设计优化磁控阴极靶提供依据。     

基于非牛顿流体新型液浮法抛光技术研究

提出一种新的柔性抛光技术——液浮法抛光，通过软件仿真及实验对其进行探索性研究。针对抛光液为具有剪切增稠效应的流体，利用软件对该类液体的液浮法抛光技术模型进行流场分析，得到液浮抛光模型的流场压强、剪切力分布情况。仿真结果表明，液浮抛光技术对被加工件表面具有一定的剪切效果，可以实现对工件材料的去除。搭建实验平台，设计一组实验，其中配置以粒径12 nm的二氧化硅为溶质，分子量200的聚乙二醇为溶剂的非牛顿幂律流体作为抛光液的剪切增稠基液(其中二氧化硅质量分数为9 %)，加入质量分数为18 %的氧化铈作为磨料的抛光液，对于初始粗糙度为23.97 nm的K9玻璃经过90 min的抛光，其粗糙度可达到1.023 nm，实验结果表明，该技术可用于光学元件的抛光加工。     

电子束蒸发TiO2薄膜的光学特性

研究了不同工艺参数条件下，电子束蒸发TiO2薄膜的光学特性。在正交实验的基础上，利用离子束辅助沉积技术，获得了影响TiO2薄膜折射率的主要因素．得到了TiO2薄膜的折射率随氧气分压的关系。对离子氧和分子氧两种情况下TiO2薄膜的折射率进行了比较．得到了TiO2薄膜的折射率与沉积速度的关系，并给出了TiO2薄膜的红外吸收光谱。     

电子束蒸发TiO2薄膜的光学特性

研究了不同工艺参数条件下，电子束蒸发TiO₂薄膜的光学特性。在正交实验的基础上，利用离子束辅助沉积技术，获得了影响TiO2薄膜折射率的主要因素．得到了TiO2薄膜的折射率随氧气分压的关系。对离子氧和分子氧两种情况下TiO2薄膜的折射率进行了比较．得到了TiO2薄膜的折射率与沉积速度的关系，并给出了TiO2薄膜的红外吸收光谱。     

脉冲源所镀DLC膜成份的分析

类金刚石薄膜(DLC膜)的成份(主要指sp^3键和sp^2键)是影响薄膜性能如薄膜的机械特性和电阻特性等的重要因素。因此，研究DLC膜的成份是非常必要的。本文介绍用X射线光电子能谱仪(XPS)测量薄膜成份的方法。通过采用脉冲真空电弧离子源研究在各种工艺条件下镀制的DLC膜，发现了影响DLC膜成份的主要因素。     

宽束冷阴极离子源分时中和技术的研究

离子束辅助镀膜沉积过程中,绝缘薄膜表面的电荷积累效应严重影响了薄膜质量。通过对宽束冷阴极离子源引出栅部分的改进,采用分时引出电子和离子方法,使正负电荷中和,以消除薄膜表面的放电现象,并对引出电子束的束流密度、能量、发射角等参数进行了测试。实验结果表明：在引出电压为600V时,电子的平均能量为100eV左右;引出电子束的发射角可以达到±40°,在±15°范围内的束流密度波动小于±5%。引出电子的束流密度较同参数下的离子束流密度小,通过调节脉冲电源的占空比,可达到很好的中和效果。     

液浮法抛光优化技术

一种新的光学元件表面抛光工艺—液浮抛光技术,采用具有剪切增稠效应的非牛顿流体作为抛光液,流体在抛光区域形成液膜,实现对工件表面高效、低损伤的加工。以材料去除量以及工件表面粗糙度作为评价指标,利用正交实验法对K9玻璃抛光过程中的四个关键影响因素:磨粒质量分数、磨头入口压强、磨头重力、剪切增稠相中分散相的质量分数进行实验分析,得到一组最优参数组合以及各主要影响因素对抛光效果的影响程度。对于工件表面粗糙度,采用极差法得出各因素对整个工件的影响程度的主次顺序为(主→次):二氧化硅质量分数、磨头重力、入口压强、磨粒质量分数,最佳参数组合为:磨粒氧化铈质量分数为14%,入口压强为0.3MPa,剪切增稠相中分散相二氧化硅质量分数为9%,磨头重力为34.3kg;对于材料去除量分布,经过90min的抛光,其平均去除量为0.2μm。     

确定薄膜光学常数的一种新方法

介绍用光谱曲线同时确定薄膜材料折射率n、消光系数k和薄膜厚度d的方法,给出严格的计算公式和处理过程,以及计算程序框图。用微型计算机很容易实现这一计算。