全介质三波长消偏振平板型分光膜的设计

 利用Needle合成法与Conjugate graduate精炼法,并基于Thelen和Costich的理论选择初始膜系的材料和结构,设计了532,633和1 315 nm三波长消偏振平板型分光膜。结果表明,此膜系在(532±10), (633±10)和(1 315±10) nm范围内的偏振分离都非常小。对于532,633和1 315 nm 3个波长位置的消偏振要求,入射角的合理变化范围可以是45±2°。     

基于遗传算法的30.4 nm多层膜设计

阐述了用遗传算法设计周期和非周期多层膜的原理和实现过程,完成了30.4 nm Mg/SiC周期和非周期多层膜设计,研究了遗传算法中不同种群数和多层膜膜厚取值范围对优化结果的影响.计算发现,种群数的恰当选取是使算法快速达到或逼近最优解的前提,膜厚取值范围的合理选择是提高算法效率的关键.设计得到入射角10°的周期多层膜和15°~22°范围内的宽角多层膜在波长30.4 nm处的反射率依次为56.57%与39.96±0.29%,5°入射的双功能多层膜在波长30.4 nm和58.4 nm处的反射率分别为54.1%和0.1%.结果表明遗传算法也是一种很好的多层膜设计方法.     

激光器件 化学激光器

TN248．5 2005053343 COIL用薄膜90°位相延迟高反射镜的研制=Fabrication of HR mirror with 90°phase retardance in COIL resonator [刊,中]／李刚(中科院大连化物所．辽宁,大连(116023)), 公发全…∥强激光与粒子束．-2005,17(2)．-161-163 在倍频膜系的设计基础上,优化设计出了激光45°入 射时对1315 nm和632．8nm双波长高反(HR)并在1315 nm处具有90°位相延迟的高反射镜,其基底材料为融石 英,高折射率材料为ZrO2,低折射率材料为SiO2。然后, 采用电子束蒸发手段制备了口径为900 mm的高反射位相 延迟镜。最后对该延迟镜的性能进行了测试。结果表明, 对632．8 nm波长的反射率≥95．0％,对1 315 nm波长的 反射率≥99．8％,位相延迟在90．235°～95．586°范围内。 图3表2参7(严寒)     

COIL用薄膜90°位相延迟高反射镜的研制

随着氧碘化学激光器（COIL）输出功率的不断提高,传统的膜系设计已不能满足要求。在倍频膜系的设计基础上,优化设计出了激光45°入射时对1 315 nm和632.8 nm双波长高反（HR）并在1 315 nm处具有90°位相延迟的高反射镜,其基底材料为融石英,高折射率材料为ZrO2, 低折射率材料为SiO2。然后,采用电子束蒸发手段制备了口径为200 mm的高反射位相延迟镜。最后对该延迟镜的性能进行了测试,结果表明:对632.8 nm波长的反射率大于等于95.0%,对1 315 nm波长的反射率大于等于99.8%,位相延迟在90.235°～95.586°范围内。     

三波长宽角度消偏振平板分光膜的设计

分光膜都是倾斜使用的,不可避免地存在S和P 2个偏振分量的分离。在许多实际应用中,这是一个迫切需要解决的刺手难题。基于Thelen和Costich理论,选择初始膜系材料和结构,并在Needle合成法与Conjugate graduate精炼法的帮助下,采用全介质材料设计了532nm,633nm和1315nm三波长宽角度消偏振平板型分光膜,空气中入射角的变化范围为45°±5°。结果表明：在宽角度范围内,此膜系在(532±10)nm,(633±10)nm和(1315±10)nm范围的偏振分离都能比较好地满足消偏振要求。     

在19.5 nm处高反在30.4 nm处抑制的双功能薄膜

 研究了极紫外波段的双功能光学元件。采用周期膜叠加的思想,运用遗传方法优化设计了在19.5 nm处高反,在30.4 nm处抑制的双功能多层膜。采用磁控溅射技术制备了多层膜,利用X射线衍射仪测试了多层膜的结构,在国家同步辐射实验室测试了双功能多层膜的反射特性。结果表明：制备出的双功能膜性能与设计相符,在入射角13°,19.5 nm处的反射率达到33.3%,接近传统的19.5 nm周期高反膜的反射率,并且在30.4 nm附近将反射率由1.1%降到9.6×10^-4。     

脉宽压缩光栅用多层膜制备和性能测试

给出了以413 nm作为写入波长,1053 nm作为使用波长的多层介质光栅膜的设计,计算表明膜系H3L(H2L)^9H0.5L2.03H满足光栅膜的要求.最后给出了制备得到的样品光学特性测试,结果表明在使用波长和曝光波长处满足设计要求,其抗激光损伤阈值在光正入射和51.2°入射时分别为14.14 J/cm2和9.32 J/cm2,膜系的应力表现为压应力.     

X射线W/B4C宽带多层膜的优化设计和制备

介绍了X射线宽带多层膜材料W和B4C的选定方法,依据伯宁(BERNING)公式确定出了在0.154 nm处X射线宽带多层膜的最佳膜对数。引入适当的评价函数,利用具有全局寻优特性且效率较高的遗传算法,在波长0.154 nm处优化设计出了掠入射角(θ)0.5°~0.9°范围内反射率值达到40%的宽角度宽带多层膜。宽带多层膜反射镜采用磁控溅射方法制备,并用X射线衍射仪对样品进行了检测,结果表明在掠入射角(2θ)1.0°~1.8°之间的相对反射率光谱曲线比较平坦。     

基于时间控厚离子束溅射技术的宽带减反膜制备

 为了制备满足设计要求的宽角度、宽波段减反膜,利用离子束溅射沉积技术,在时间-功率控厚的模式下,对膜层沉积速率进行了精确修正。在实验中,利用时间-功率控厚的离子束溅射沉积技术,选择HfO₂和SiO₂作为高低折射率组合,在超抛ZF6玻璃基底上制备了宽角度、宽带减反膜,通过对实验后的透过率光谱曲线的数值反演计算,获得膜层厚度修正系数,初步得到了沉积速率随沉积时间变化的规律。利用修正后的沉积参数制备设计的膜系,在0°~30°入射角度下,600~1 200 nm波段的平均透过率达到99%以上。     

关于制备1315nm 45°入射高反射镜的实验研究

从优化膜系、控制膜厚、改善膜面、均衡应力等四个方面开展了实验研究工作 ,为制备 1 31 5nm 4 5°高反射镜提供一些判断实验数据 ,并提出改进的方法 ,从而使制备的高反射膜取得满意的结果 :反射率大于 99.8%。     

近紫外区宽角度消偏振平板分光镜

简要介绍K9玻璃为基板的用金属-介质膜系实现近紫外区宽角度消偏振平板分光镜的设计,设计波长为360～480 nm,空气中的入射角变化范围为45°±6°,膜系的反射率R和透过率T的之比的平均值为63.6%,总损耗约为10%,S偏振分量和P偏振分量的平均偏离约为1%.     

宽角度入射600～700 nm波段减反射薄膜的研究

阐述了利用非均匀膜系理论设计宽角度多层减反射薄膜的方法 ,从理论上分析了在宽角度的情况下 ,偏振光产生透过率不同的原因 ,选取了Ta2 O5和SiO2 两种材料作为折射率材料 ,选取BK7作为基底材料模拟设计了光谱区在 6 0 0～ 70 0nm波段、入射角为 0°～ 80°之间的宽角度多层减反射薄膜 ,探索出了一条新型膜系设计的途径 ,其优化结果是较为理想的。这一研究方法如能在太阳能、光纤通信、航天、激光等领域应用 ,将大大地提高光能的利用率 ,具有重要的应用价值。     

1064nm角立方反射镜的偏振特性分析

利用TFCalc3.5薄膜设计软件设计出了对1064nm和500nm附近双波长高反射的理想膜系,并用琼斯算法对由1064nm高反射镜组成的角立方反射镜(外反射)的偏振特性进行了详细的分析与计算,得到了各种情况下角立方反射镜的本征值和本征向量,并分析得出了1064nm高反射镜的位相延迟δ=180°时,任意偏振状态的光经角立方反射镜后偏振状态保持不变。     

50~110 nm波段高反射率多层膜的设计与制备

阐述了50~110 nm强吸收波段亚四分之一波长多层膜的设计方法.这种膜系是由强吸收材料叠加而成，每层膜光学厚度小于四分之一个波长.与常规周期多层膜相比，这种膜系更适用于提高强吸收波段的反射率.利用该方法设计了50 nm处高反射多层膜，并以此为初始条件通过Levenberg-Marquart优化方法完成了50~110 nm强吸收波段宽带高反射率Si/W/Co多层膜的设计，其平均反射率达到45%.采用直流磁控溅射方法制备了Si/W/Co多层膜,用X射线衍射仪(XRD)对膜层结构进行了测试，测试结果表明制作出的多层膜结构与设计结构基本相符.     

宽角度反射式相位延迟器的设计

金属增强型反射镜在入射光非正入射的时候,两个不同的偏振态之间会产生不同的相移。利用最优技术设计了一种相位延迟器,其工作波长在640-670nm之间,入射角在40-50°范围内时,反射率>99%且相移为90°±20°。波长在670nm附近时相移对入射角不敏感。膜层厚度误差对相移影响最大。     

1 064, 532和680 nm波长的反射-吸收复合型防护膜的研制

 针对1 064, 532 和 680 nm波长激光, 以聚碳酸酯 （PC） 为镀膜基底, 钕玻璃激光中心波长为1 064 nm, 采用六分之一加三分之一膜系的反射膜系设计,以氧化锆为高折射率膜层材料,氯化酞菁铝掺杂的氧化硅为低折射率膜层材料,通过溶胶-凝胶法镀21层膜,并在多层反射膜与PC基底之间插入张力匹配层,实现了钕玻璃激光器1 064 nm主频和532 nm二倍频波长激光的反射,以及680 nm波长红宝石激光的同时吸收,1 064,532和680 nm波长处的透射率分别为1.67％,18.24％和2.4％。     

关于制备1 31 5nn 4 5°入射高反射镜的实验研究

从优化膜系、控制膜厚、改善膜面、均衡应力等四个方面开展了实验研究工作,为制备1315nm45°高反射镜提供一些判断实验数据,并提出改进的方法,从而使制备的高反射膜取得满意的结果反射率大于99.8%.     

关于制备1315nm 45°入射高反射镜的实验研究

 从优化膜系、控制膜厚、改善膜面、均衡应力等四个方面开展了实验研究工作,为制备1315nm 45°高反射镜提供一些判断实验数据,并提出改进的方法,从而使制备的高反射膜取得满意的结果：反射率大于99.8%。     

双波段激光防护多层反射膜的设计

利用TFCalc膜系设计软件,从理论上对激光防护多层反射膜的光学性能进行了分析。计算了各个膜系的理论投射率曲线。分析了各个因素(如膜系结构、膜层奇偶性、起膜材料)对膜层光学性质的影响。并设计了以ZrO2和SiO2为膜层材料,聚碳酸酯(PC)为基体材料,可以同时防护532nm和1064nm波长激光的1∶2型多层反射薄膜。在532nm和1064nm处的理论透过率都达到了0.01%(光学密度D=4)。并在PC镜片表面镀上23层1∶5型激光反射膜,对理论设计进行验证。对其在400nm~1200nm波长范围内的光学性能进行了测试,测试结果与理论计算值基本吻合。     

近红外光上转换发光显示器中干涉过滤膜的设计

介绍了近红外光上转换发光显示器的结构及其原理,为了进一步提高该显示器的亮度等性能并避免近红外光从屏上泄露,根据多层干涉过滤膜设计原理设计了该显示器所需的两个多层干涉过滤膜：一个为在可见光420~800 nm短波段高反射,近红外光800~1000 nm长波段高透射特性的LP膜;另一个为特性与之对应相反的SP膜.采用对称膜的设计并用MATLAB语言进行了仿真优化,得到了总层数为21,厚度分别为1586.8 nm和2157.8 nm的LP膜和SP膜,该膜系在整个波段和较大角度范围内都具有很好的透反特性考虑多层薄膜制备中存在材料折射率和膜层厚度偏差,该设计膜系具有较大的制造容差.