集成多通道光子晶体的设计及初步实验制备

在Fabry-Perot滤光片的基础上,通过改变双通道和通带通道光子晶体中处于不同对称中心的两种缺陷层的厚度,可使相应的通道或者通带位置进行独立的移动.通过刻蚀或者补偿,使缺陷层的厚度分别在二个维度方向上发生变化,改变入射光束与光子晶体的相对位置,即可实现通道和通带通道可调谐二维光子晶体.32个通道光子晶体的初步实验结果证明了设计方案的可行性.     

硬脂酸钠薄膜的制备及应用

 利用真空热蒸发的方法制备了厚度为0.28~0.40 μm的硬脂酸钠薄膜,并用光学显微镜和傅里叶红外光谱仪对硬脂酸钠薄膜进行了观察和分析,发现硬脂酸钠薄膜的红外光谱和固体的光谱具有相似性。在空气环境中硬脂酸钠薄膜不易潮解,在选择的无水脱膜溶液中,容易脱出无明显针孔的自支撑Al膜。用俄歇电子能谱测试,未发现脱出的Al膜上有残留的硬脂酸钠脱膜剂。     

30．4nmCr／AI／Cr自支撑滤光片的研制

依据材料的质量吸收系数和波长的关系,选择Cr和Al设计和制备30．4nm自支撑滤光片。在制备时以NaCl为脱膜剂,以热蒸发方式蒸镀Al,以电子束蒸发方式蒸镀Cr,制备了30．4nm的Cr／Al／Cr自支撑滤光膜,并对滤光片的表面缺陷进行了分析。通过显微镜观察,滤光膜均匀纯净,无明显针孔。Cr／Al／Cr自支撑滤光片在合肥国家同步辐射实验室进行了测量,Cr／Al／Or厚度为5nm／500nm／5nm和12．5nm／500nm／12．5nm的滤光片在30．4nm波长处的透过率分别为7．6％和4．6％,透过率曲线和理论计算基本一致。用紫外分光光度计测量得滤光片在200-800nm波长范围的透过率小于0．02％,满足使用要求。     

中长波红外双波段自由曲面棱镜

为解决传统双波段红外成像系统构型复杂的问题,提出了一种将自由曲面棱镜引入双波段成像系统的一体式构型。基于设计中约束追迹光线角度的低灵敏度优化方法,实现了F数为1、焦距为20 mm、视场角为21.8°×16.4°的双波段（3.7～4.8μm和8.0～12.0μm）红外光学系统。在20 lp/mm空间频率处,系统中波红外波段和长波红外波段内所有视场的调制传递函数（MTF）分别高于0.79和0.67。经公差分析可知,该自由曲面棱镜的制造可采用单点车削机床实现。同时,完成了长波红外自由曲面棱镜的试制。     

实数编码遗传和单纯形混合算法在膜系优化设计中的应用

在传统遗传算法(GA)基础上,通过引入标准偏差函数构造了新的适应度函数,同时提出了一种自动降温的方法来控制退火选择策略中的温度.将这种改进的实数编码遗传算法(FGA)和单纯型算法(SA)有机结合起来,形成了新的膜系优化算法-实数编码遗传和单纯形混合算法,并编制了优化程序.实例表明该算法优化性能优越,既具有强大全局搜索能力,又能很好地实现局部搜索功能.用该算法实现了中心波长534 nm,带宽35 nm的可见光波段凹陷滤波器和高性能中性分束镜.     

软X射线激光用自支撑Zr滤光膜的制备及测量

 利用直流磁控溅射方法制备了质量厚度为200 μg·cm^-2,直径为20 mm的自支撑金属Zr滤光膜。用同步辐射光源和紫外可见分光光度计分别测量了滤光膜在软X射线和可见光波段的透射率,用俄歇电子能谱（AES）分析了膜中的元素含量。结果表明:Zr膜在13.9 nm波长的透射率达19%, 对可见光的抑制性能达43 dB。杂质、膜层氧化及表面污染是影响滤光膜软X射线光谱透射率的主要因素。     

纳秒脉冲激光诱导的金属膜喷发的分布特征

大功率纳秒脉冲激光辐照金属膜层时会发生热力损伤，产生的高温和高压会引起金属膜层的热蒸发，从而向外喷射颗粒，大多数喷射粒子处于原子和离子状态。在能量色散光谱分析测试中，文中使用多组标准样品进行比较实验，校准测试结果，并给出了一种根据结果计算沉积原子数的估计方法。此外，在此基础上比较了不同真空度的真空环境和大气环境下铝膜喷发的差异，并且对比了不同熔点的金属膜的喷发及空间分布特征。通过结合泵探测技术捕获的瞬态图像，进一步分析和解释了实验结果。     

偏振分光膜中节瘤的激光损伤特性

研究了1 064 nm HfO2/SiO2偏振分光膜中节瘤的损伤特性。为了研究偏振分光膜中节瘤缺陷种子源粒径大小与损伤阈值之间的关系,在熔石英基板上植入了尺寸和密度可控的单分散性的SiO2小球,并采用电子束蒸发技术在熔石英基板上制备了1 064 nm HfO2/SiO2偏振分光膜。为了便于损伤测试,节瘤缺陷密度控制在20~40 mm2左右,并采取旋涂的措施防止了SiO2小球团聚的现象。为了获得人工节瘤损伤能量的统计值,用脉宽为10 ns的1 064 nm脉冲激光进行了光栅扫描式损伤测试。实验结果表明在偏振分光膜中节瘤缺陷的损伤阈值随着种子源粒径的增大而单调下降。     

HfO2薄膜折射率非均质性生长特性研究

在加热的BK7基板上,采用电子束蒸发(EB)工艺制备了一系列不同厚度的HfO2单层膜,对HfO2薄膜生长过程中的折射率非均质性进行了研究。光谱分析表明薄膜非均质性与其厚度息息相关。X射线衍射(XRD)测试表明不同非均质性薄膜对应不同的微观结构;薄膜的微观结构主要由薄膜的生长机制决定。当膜厚较薄时,薄膜不易结晶,呈无定形态,此时薄膜呈正非均质性。如果沉积温度足够高,则薄膜达到一定厚度后开始结晶,此后薄膜折射率就会逐渐下降。随着薄膜继续生长,薄膜晶态结构保持恒定不再变化,非均质性也会因此保持不变达到极值。     

SiO2/HfO2高反射膜的研制

主要讨论了电子束蒸发SiO2/HfO2薄膜的面形控制和损伤性能。研究了电子束蒸发工艺参数对薄膜应力以及面形的影响;分析了制备工艺对薄膜吸收、节瘤缺陷密度的影响,测量了制备薄膜的损伤阈值。研究结果表明:调整SiO2蒸发时的氧分压可以有效地将薄膜的应力控制在-250~-50 MPa。同时采用金属Hf蒸发可以显著地将节瘤缺陷密度从12.6 mm-2降低至2.7 mm-2,同时将损伤阈值从30 J/cm2提高至55 J/cm2。