无限远像距中波显微光学系统设计北大核心CSCD

随着红外技术的发展,高性能红外显微系统在热物理化学、微生物及MEMS优化设计等科技领域起到了非常重要的作用,本文讨论了一种无限远像距显微系统的结构形式及设计方法,针对阵列规模320×256,像元尺寸30μm相对孔径为2的中波制冷型红外探测器,设计了一款无限远像距中波显微光学系统,放大倍率为3×,工作距离35 mm,数值孔径(NA)0.75,适合于高帧频下红外显微探测的需求以及类似显微物镜产品的系列化。     

中红外激光宽带偏振分束膜研制

以薄膜光学和激光技术为背景,介绍了中红外固体激光器中宽带偏振分束膜的用途、设计与制备方法。基于波动光学原理,首先分析了核心元件硒化锌晶体的偏振特性以及中波宽带偏振分光的难点,其次讨论了布儒斯特角入射时薄膜选材、通带展宽、工艺制备等研究过程中的主要技术问题。利用计算机优化软件进行优化计算后,结合离子辅助工艺得到了吸收小、偏振比高、抗激光性能与附着力良好的薄膜。目前相关的技术应用在中红外固体激光器中达到了5kHz下大于15W的输出效果。     

谐振腔衰荡法检测激光高反射薄膜损耗

光学薄膜的损耗类型主要涉及吸收和散射,精确测定其数值是制备具有高品质和灵敏度指标激光薄膜的前提。本文以薄膜光学和激光技术为背景,介绍了谐振腔衰荡检测高反射薄膜的原理、特性以及测试方法。以1064 nm和1311 nm的高反射膜层为例,利用Losspro激光测试装置,对于二氧化锆(ZrO2)、五氧化二钽(Ta2O5)材料获得百万分(ppm)量级精度的损耗数据后,针对不同薄膜材料和工艺方法进行了对比检测,分析认为速率控制和离子束能量对于相同材料的激光高反射薄膜具有明显的影响,进而为薄膜样品的制备奠定了技术基础。     

硒化锌基底7.8～10.6μm波段增透膜

文中介绍了研制的7.8~10.6μm的长波红外增透膜,平均透射率大于98%。通过材料选择,合理的膜系设计,离子辅助技术和温度筛选等多种改进工艺,研制出可靠性和光谱特性皆优的ZnSe长波红外增透膜,达到了GJB2485-95光学薄膜通用规范要求。     

大尺寸硅基体633nm和3.5～4.1μm双波段高反射膜研制

硅由于透光区域较宽,便于光学系统使用而经常应用于中波红外光学系统中。但是,以其作为基底,镀制0°～22.5°入射、633 nm与3.5～4.1μm双波段的反射膜却具有相当大的难度,尤其是φ300 mm等大尺寸硅镜引起的牢固度问题。以红外光学和薄膜技术为背景,介绍了大尺寸硅基体反射膜的特性、制备及测试方法。由于红外区可选用的薄膜材料较少,兼顾膜层的制备、光谱特性及可靠性满足等方面因素,最终采用氟化镱(YbF3)作为低折射率材料。经过多次实验,采用速率控制、离子辅助等工艺方法,选取合适的基底温度,解决了在大尺寸硅基体上由于膜层过厚以及YbF3膜层严重应力作用而导致的膜层龟裂问题,最终研制成功符合使用要求,且可靠性和光谱特性皆优的双波段反射薄膜。