1 中国科学院紫金山天文台南京 210023
2 中国科学技术大学合肥 230026
先进天基太阳天文台卫星（Advanced Space-based Solar Observatory，ASO-S）是我国科学家提出的专用于观测太阳的科学卫星。硬X射线成像仪（Hard X-ray Imager，HXI）是ASO-S的三个科学载荷之一，HXI的量能器由99个溴化镧晶体-光电倍增管探测单元构成。量能器的前端电子学采用了一种型号为IDE3381的高集成度电荷测量ASIC（Application-specific Integrated Circuit），利用它在空间和功率受限的卫星平台上实现了对99路探测单元信号的处理。为了评估IDE3381在空间辐射环境中的抗辐照性能，设计了一套自动化测试系统，用重离子束流和60Co γ源分别进行了单粒子效应（包括单粒子翻转和单粒子闩锁）和总剂量辐照效应试验。测试结果表明：ASIC IDE3381的抗辐照性能满足HXI飞行件的要求。
空间电子学 辐照效应 高集成度电荷测量ASIC Space electronics Radiation effects Application-specific integrated circuit (ASIC)
陆军工程大学 光电技术研究所, 湖北 武汉 430075
采用脉冲激光沉积法在锗基底制备无氢SiC薄膜, 研究了激光能量对SiC薄膜显微结构、成分和红外光学性能的影响规律。利用傅里叶红外光谱仪测量了锗基底SiC薄膜样品的红外透射光谱, 其在785 cm-1附近有一个强烈Si-C键特征吸收峰, 并在红外波数4 000~1 300 cm-1之间具有良好的透过性。通过对透射光谱拟合计算可知: 在红外波段2.5~7.7 μm之间, SiC薄膜的折射率和消光系数均随着激光能量的增加而增大, 折射率大约从2.15上升到2.33, 激光能量从400 mJ增加到600 mJ, 且当激光能量为400、500 mJ时, 消光系数均在10-3量级以内, 光学吸收很小。研究表明, SiC薄膜在红外2.5~7.7 μm波段是一种优异的光学薄膜材料。
脉冲激光沉积 SiC薄膜 红外光谱 光学性能 pulsed laser deposition SiC film infrared spectrum optical properties 红外与激光工程
2019, 48(7): 0742003
针对红外热像系统检测需求，采用紫铜辐射面、热电制冷器、散热片等设计了红外面源黑体的结构，采用铂热电阻和24位AD采样，实现了环境温度及辐射面温度的高精度采集。为克服黑体时间常数大、响应滞后、环境温度持续扰动等问题，设计了模糊PID控制器，根据偏差及其变化率实时整定控制参数，实现超调量小、响应速度快、稳态精度高等目标。实验及测试情况表明，温控精度为±0.03 ℃，响应时间小于180 s，达到了设计要求。
红外检测 面源黑体 模糊PID控制 温度采集 infrared detection surface-source blackbody fuzzy PID control temperature acquisition
武汉军械士官学校 光电技术研究所, 湖北 武汉 430075
为解决类金刚石膜内应力极大的问题, 利用很薄的岛状结构锗层与较厚的类金刚石层循环, 设计并制备了具有低内应力的多层类金刚石膜。其中, 类金刚石层为主要功能膜层, 起到硬质保护和光学增透的作用; 而锗层作为缓冲层, 起到缓解纯类金刚石膜内应力过大的问题, 同时由于锗层很薄, 对整个膜层的机械性能和红外特性的影响很小。测试表明, 制备的多层类金刚石膜内应力为2.14 GPa, 比纯类金刚石膜降低了39%, 通过了GJB2485-95《光学膜层通用规范》中的重摩擦测试; 同时, 其纳米硬度仍保持在47 GPa的高水平。该多层类金刚石膜可以作为实际应用的红外窗口保护膜。
脉冲激光沉积 多层类金刚石膜 锗缓冲层 低内应力 pulsed laser deposition multilayers diamond-like carbon film germanium buffer layers low inner-stress 红外与激光工程
2017, 46(9): 0921001
1 武汉军械士官学校 光电技术研究所, 湖北 武汉430075
2 武汉军械士官学校 基础部, 湖北 武汉 430075
多光束相干合成是获得高功率、高亮度激光输出的有效途径。首次采用倏逝波理论结合互注入特性揭示了角锥腔固体激光器远场输出为相干合成分布的机理, 角锥腔对称部分的激光由于互注入实现锁相, 相邻部分由于倏逝波耦合实现锁相, 重点研究了固体激光器倏逝波耦合相干的特性。研究表明: 锁相效果跟激光阵列排布方式有关, 在相同的激光阵列排布方式时, 腔长越长, 占空比越大, 则模式间耦合越强, 锁相效果越好, 越趋向于同相模输出。理论和实验证明了角锥是一个天然的相干合成元件, 角锥多光束相干合成技术具有重要的科学价值。
激光技术 互注入锁相 倏逝波耦合 角锥 laser technology mutual inject phased-locking evanescent wave coupling corner cube 红外与激光工程
2016, 45(9): 0906008
武汉军械士官学校光电技术研究所, 湖北 武汉 430075
为实现激光二极管抽运全固态激光器(DPSSL)的小型轻量化和高效率，研究了采用高温激光二极管(LD，808 nm，55 ℃)作为抽运源，降低温控系统制冷压力，减小传导冷却结构体积、重量、功耗的思路和方法。分析了激光二极管抽运全固态激光器中热电制冷器制冷量与激光二极管工作温度的关系，采用高温激光二极管阵列抽运源和角锥棱镜谐振腔设计了可靠性高、小型轻量化的全固态激光器，研制了工程化样机，激光器重复频率为50 Hz，连续工作时间达6 min，脉冲能量为85.7 mJ，脉冲宽度为10.8 ns，光束发散角为2.8 mrad，电光效率为4.3%，体积为170 mm×62 mm×80 mm，重量为1.1 kg。研究表明，高温激光二极管抽运的全固态激光器是实现DPSSL小型轻量化和高效率的有效途径。
激光器 高温激光二极管 二极管抽运激光器 小型化
武汉军械士官学校光电技术研究所, 湖北 武汉 430075
激光沉积的类金刚石膜是红外窗口增透保护膜的极佳选择。采用波长248 nm 的纳秒脉冲激光沉积硅基底类金刚石膜，研究了不同脉冲能量对膜层光学性能、机械硬度及内应力等工程应用参数的影响。实验发现，随着准分子激光脉冲能量的提高，类金刚石膜样品的红外透射率和表面硬度逐步提高，表明高能量有利于沉积光学级类金刚石保护膜；但同时，膜层的内应力也随着激光脉冲能量的提高而增大，不利于膜层在基底上的附着，需要采用其他技术和工艺消除内应力过大的问题。分析结果为纳秒脉冲激光沉积类金刚石膜的研究提供了实践基础。
薄膜 脉冲激光沉积 类金刚石膜 增透保护膜 纳秒激光 激光与光电子学进展
2015, 52(9): 093101
红外黑体辐射源是实现红外成像系统性能检测和定标的关键设备，针对红外热像仪便携式野战测量设备小型、轻量、高精度的要求，设计了黑体辐射部件的结构、硬件电路和控制软件。采用紫铜辐射面、热电制冷器、散热片等设计了小型高效的热辐射源部件，采用高精度恒流源驱动测温电桥，实现了0.0122 ℃的温度采集精度，采用铂热电阻的分度表函数及牛顿迭代算法，使采集电压与实际温度的转化精度达0.01 ℃。该红外黑体辐射源的辐射面发射率、温度控制精度、外形尺寸等各项指标通过测试，达到设计要求，取得了理想的应用效果。
红外辐射 黑体 温度采集 牛顿迭代算法 infrared radiation blackbody temperature acquisition Newton iteration method
武汉军械士官学校 光电技术研究所, 武汉 430075
采用KrF准分子激光器, 在Si, Ge光学衬底上制备了碳化硼薄膜, 研究了不同激光能量、靶材与衬底距离、衬底负偏压等条件对薄膜性能的影响。利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和纳米压痕仪, 并依据光学薄膜测试的通用标准, 对样品的光学透过率、纳米硬度及膜层与衬底的结合性能进行了测试。结果表明: Si, Ge衬底单面镀碳化硼薄膜后最高透过率提高10%以上, 纳米硬度提高到未镀膜的3倍以上, 且膜层与衬底有较好的结合性能, 表明制备的碳化硼薄膜可对光学材料起到较好的增透保护作用。
激光沉积 碳化硼薄膜 透过率 硬度 增透膜 laser deposition boron carbide film transmission hardness anti-reflective film
武汉军械士官学校光电技术研究所， 湖北 武汉 430075
类金刚石(DLC)膜具有宽光谱高透射率、高硬度、高热传导及高稳定性等优点，是红外窗口增透保护膜的优选，但现有方法制备的类金刚石膜难以满足高马赫数或海上盐雾等恶劣条件下的应用。激光法相比其他制备方法具有诸多优点，介绍了激光法制备DLC膜的原理及特点，并分析了实现工程应用的难题及关键技术。采用激光沉积法制备出综合性能优异的类金刚石膜，纳米硬度高达44 GPa、内应力仅0.8 GPa、临界刮擦载荷附着力为59.1 mN。正面镀DLC膜，背面镀普通增透膜的硫化锌、硅、锗等红外窗口的平均透射率达82%~91%。实现了150 mm基片的激光法大尺寸均匀薄膜，膜厚不均匀性≤±2%。制备的DLC膜红外窗口通过军标环境适应性试验，并已实现工程化应用。
薄膜 类金刚石膜 激光沉积 氧气氛围 掺杂 离轴旋转平移 中国激光
2012, 39(s1): s103007
