多功能防油污减反膜的研制

为了改善光学镜头表面的耐污染性,选取新型抗油污含氟有机材料、氧化铟锡导电薄膜材料、TiAl合金以及SiO2做为中、高、低折射率镀膜材料.借助TFCalc软件进行膜系设计,采用离子源辅助沉积的方法,通过电子束真空镀膜设备进行制备.对比实验发现,不同的真空度环境以及不同的膜层厚度,对于薄膜的防油污性能的影响有所差异.通过对防油污性能的测试,不断优化沉积工艺参量,获得了在350~700nm波段平均理论反射率小于1%的宽带减反射膜.该薄膜具有憎水憎油抗污染能力,牢固度好,抗辐射能力强,可应用于军事、医疗、民用等各个领域.     

等离子体辅助沉积HfO_2/SiO_2减反、高反光学薄膜

本文报导了用等离子体辅助（Ｐｌａｓｍａ－ＩＡＤ）沉积技术沉积ＨｆＯ２／ＳｉＯ２减反及高反光学薄膜。在波长１０６４ｎｍ处，ＨｆＯ２／ＳｉＯ２减反膜透过率大于９９．５％，ＨｆＯ２／ＳｉＯ２高反膜反射率大于９９．５％。     

近红外宽截止窄带滤光膜的研制

在空间光通信系统中,为满足光学系统对滤光膜的特殊要求,研制出了一种近红外宽截止窄带滤光膜,实现了降低深背景范围内杂散光干扰的要求.通过对薄膜材料特性的研究、膜系设计曲线的不断优化,得到了相对易于制备的窄带滤光膜结构;采用电子束加热蒸发及离子辅助沉积技术制备薄膜,采用光控加晶控同时监控的方法监控膜层厚度,通过不断优化工艺参量,提高中心波长处的透过率,最终成功得到了光谱性能较好的滤光膜.经光谱测试表明:所镀膜层在800~1 530nm、1 600~1 800nm波段平均透过率低于0.3%,1 565nm单点透过率高于92%,通带半带宽为18nm,满足光学系统的使用要求.     

光学薄膜膜厚自动控制系统的研究

介绍了一种利用光电极值法同时控制规整膜系和非规整膜系的方法,利用VC++编写程序实现对光学监控信号的采集、处理及停镀点的自动判断,实现了规整膜系和非规整膜系膜层厚度的自动控制.并利用该膜厚自动控制系统实验制备了规整膜系和非规整膜系多层膜,实验结果表明：利用该系统镀制的薄膜重复性良好,且光谱曲线和理论光谱曲线吻合较好.该系统解决了非规整膜系的监控问题,由计算机控制膜层的停镀点,排除了人的主观因素对薄膜的性能及其制备的重复性产生的影响,提高了薄膜镀制的重复性和成品率.     

宽束冷阴极和部端霍尔离子源对薄膜透过率和应力影响的比较

在宽束冷阴极离子源和端部霍尔离子源辅助沉积情况下，利用南光ZZS700 1/G箱式镀膜机，通过实验分别验证了这两种离子束辅助沉积对光学膜层透过率和应力的影响。通过对大量实验数据进行分析，得出利用低能量和大电流离子束辅助沉积光学薄膜时，膜层性能优于高能量离子束辅助沉积膜层。分析了膜层特性改变的原因，并提出了合理的工艺参数。实验结果表明，低能量、大电流的离子束辅助沉积使光学薄膜的性能更佳。     

利用等效层的消偏振宽带减反膜设计

分析了倾斜入射条件下导致光学薄膜产生偏振的原因,针对不同偏振态的等效导纳与等效相位进行了分析,并计算了对称膜层在45°入射条件下不同偏振态的等效折射率与等效相位厚度,采用等效层方法设计了光学性能良好的600～900 nm波段消偏振宽带减反膜。最后利用电子束蒸发技术制备了薄膜样品,样品的光谱性能完全能够满足使用要求。其中在600～900 nm波段范围内,平均反射率均小于1．38%,反射率的偏振度均低于0．89%。另外,通过对其理论及实验光学性能、角度敏感性、膜层厚度误差敏感性等方面的分析结果可知,对称膜层组合法是设计消除倾斜入射下宽带减反膜偏振效应的一种行之有效的方法。     

基于宽光谱监控的光学薄膜自动控制技术

单波长监控很难精确控制宽波段上的光学特性.若采用宽光谱扫描可以在很宽的波长范围内监控薄膜特性,则控制既直观又准确.虽然宽光谱监控的思想很早就提出了,但这项技术的实用性一直不高.开发了一套宽光谱监控系统,使用线阵CCD配合计算机,可以实现光谱快速扫描.通过采用一些特殊的方法,系统可以达到较高的精度.配合改进的光学薄膜监控软件,可以满足基于宽光谱监控的自动控制要求.     

可见与红外双波段宽带增透膜的研制

根据军用光学仪器的使用要求,在多光谱ZnS基底上镀制增透膜,要求薄膜在可见与近红外波段400～1000 nm及远红外波段7～11 μm的平均透射率均大于90%.采用电子束真空镀膜的方法并加以离子辅助沉积系统,通过选择ZnS和YbF3作为高低折射率材料,利用最新OptilLayer软件三大模块的功能辅助,调整镀膜工艺参数,改进监控方法,减少膜厚控制误差,在多光谱ZnS基底上成功镀制符合使用要求的增透膜.所镀膜层在可见与近红外波段400～1000 nm的平均透射率大于91%,远红外波段7～11μm的平均透射率大于90%,能够承受恶劣的环境测试,完全满足军用光学仪器的使用要求.     

薄膜光学锥形光栅的制备与光学特性分析

为了在光学薄膜中引入连续轮廓的微结构,综合利用薄膜的干涉效应与微结构的折反射、衍射效应,提出一种薄膜光学微结构的制备工艺。基于时域有限差分方法设计了具有可见光波段减反射特性的薄膜光学锥形光栅;采用单点金刚石车削技术,结合纳米压印与电感耦合等离子体刻蚀技术,在SiN_x薄膜中制备出高1.6 μm,周期4.1 μm的锥形光栅;在可见光波段,SiN_x薄膜光学锥形光栅的平均反射率为5.7%,反射率的实验检测结果与仿真计算结果达到很高的一致性;当入射光角度在30°以内,薄膜光学锥形光栅的减反特性表现出对光波入射角度的不敏感性。该制备工艺突破了单点金刚石车削技术的材料局限,将连续轮廓的微结构的直接形成工艺拓展至介质薄膜当中,实现了宽光谱、宽入射角度的减反射。     

Fabrication of superhydrophobic film by microcellular plastic foaming method

To solve the complicated manufacturing operation and the usage of toxic solvent problems, a simple and novel method to fabricate superhydrophobic film by surface foaming method was introduced in this paper. The superhydrophobic property of the foamed material was obtained at a contact angle >150° and a rolling angle about 8°. The foamed material can instantly generate its superhydrophobicity via peeling process. The effects of blowing agent content, foaming time and peeling rate on the foam structure and superhydrophobicity were studied.     

Fabrication of solid-state fuel cell based on DNA film

We have fabricated a fuel cell based on the DNA film (DNAFC) and examined its properties under various humidity conditions at room temperature. The open-circuit voltage of a DNAFC is generated by supplying H₂ gas to the anode. The open-circuit voltage strongly depends on the humidity conditions, and in a DNA film, the optimum condition in which the open-circuit voltage attains a value as high as 0.55 V is achieved under the relative humidity condition of 55%. Furthermore, the cell voltage of the DNAFC decreases with an increase in current density, as observed in fuel cells such as proton exchange membrane fuel cell, solid oxide fuel cell, and several others. These results indicate that DNA film can be used as the fuel cell electrolyte under approximately 55% humidity condition.     

中等精度塑料光学透镜的批量生产技术

提高批量生产中塑料光学透镜的质量及稳定性，需采取综合的技术和管理措施。如提高模具的精度，特别是型芯、型腔的精度；在模具上采用特种浇注系统、控温系统；选择合适的设备；采用合理的工艺及参数；加强生产时的在线质量监控等等。通过二种较典型的塑料光学透镜的生产，证明只要措施得当，就能大批量、稳定地生产出较高合格率的产品。     

Multi-focus optical fiber lens based on all-dielectric metasurface

A multi-focus optical fiber lens is numerically demonstrated based on an all-dielectric metasurface structure. The metasurface consists of an array of rectangular silicon resonators with varying widths in order to obtain the required phase distribution. The core diameter of the multimode fiber is large enough to contain sufficient resonance units. The spatial distribution of the dielectric resonators is dictated by spatial multiplexing, including interleaving meta-atoms and lens aperture division, to achieve multi-focus properties. The proposed optical fiber metalens can produce two or three focal points along the longitudinal direction with high focusing efficiency. The size of every focal point is close to the diffraction limit, and the relative intensity on each focus can be controlled by adjusting the number of the respective resonators. The proposed optical fiber lens will have a great potential in the fields of integrated optics and multifunctional micro/nano devices.     

A plastic scintillator film for an electron beam-excitation assisted optical microscope

Optical Review - A plastic scintillator film for use in an electron beam excitation-assisted (EXA) optical microscope is characterized. The thin film scatters an incident electron beam weakly and...     

基于自动对焦技术的透镜曲率半径检测

为实现光学透镜曲率半径的快速准确测量,设计了一种基于自动对焦技术的非接触式透镜曲率半径测量方案。测量系统分别在被测透镜表面的顶点位置和曲率中心位置自动对焦,系统所记录的两个位置之间的距离即为曲率半径。针对透镜曲率半径检测应用,对自动对焦技术进行了改进:将连通区域提取技术应用于定位目标图像,提高了清晰度评价函数的灵敏度;利用均值比较法和三点法改进了传统爬山搜索策略。实验结果表明:基于自动对焦技术的透镜曲率半径检测是有效的,测量误差低于0.196%,测量重复性好于0.109%。该方法已经成功应用于透镜曲率半径测量仪。     

基于个体眼光学结构的波前眼镜设计

提出一种在个体眼光学结构基础上根据波前数据设计波前眼镜的新方法。建立了个性化的眼光学结构,并将眼球和镜片视为统一的镜一眼光学系统,用光学设计的优化方法给出镜片的结构数据,并分析了±7°视场和眼球旋转±20°时,该镜一眼系统的成像情况。与波前拟合的方法相比,该方法设计的波前眼镜离焦差为（-0．057±0．015）m^-1,像散差为（0．015±0．013）m^-1散光轴位差为（0．100±0．316）°。镜一眼系统的矫正视力均大于1．25,其中8只被试眼的视力可达1．5以上。10只被试眼在转动±20°情形下的0°视场成像相比于直视的情况均略有下降,而7°视场的成像质量相比于直视的情况下降则更为明显。由该方法给出的验光结果客观可信,可用于对佩戴波前眼镜后人眼的视觉质量的预先评估。     

The behaviours of optical novelty filter based on bacteriorhodopsin film

The quality of the novelty filter image is investigated at different intensities of the incident blue and yellow beams irradiating a bacteriorhodopsin (bR) film. The relationship between the transmitted blue beams and the incident yellow beams is established. The results show that the contrast of the novelty filter image depends on the lifetime of longest lived photochemical state (M state). These results enable one to identify the direction of a moving object and to improve the quality of the novel filter image by prolonging the lifetime of M state.