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作者单位
摘要
西安工业大学 陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室,陕西 西安 710021
多孔薄膜的制备工艺是其实现光学特性的重要环节。采用溶胶-凝胶法,以石英玻璃为基底,在不同工艺条件下制备出了多孔TiO2薄膜,并通过椭偏仪、分光光度计和白光干涉仪对薄膜光学性能进行了表征和分析,研究了原料配比、盐酸浓度、致孔剂聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)添加量等工艺参数对多孔TiO2薄膜折射率、孔隙率、透射率以及表面形貌的影响,并最终确定出制备多孔TiO2薄膜的优化工艺参数。结果表明,在300 nm~700 nm光谱范围内,采用钛酸丁酯、盐酸(20%)、去离子水和无水乙醇以3∶1∶10∶8的比例,且溶液中PEG添加量为0.03 g·ml?1,涂膜2次时,可将TiO2薄膜的折射率调低为1.496 0(波长550 nm);膜层孔穴分布较均匀,孔隙率为48.3%;薄膜光学带隙值为3.77 eV。
多孔TiO2薄膜 溶胶-凝胶法 折射率 孔隙率 透射率 光学带隙 porous TiO2 thin film sol-gel method refractive index porosity transmittance optical bandgap 
应用光学
2024, 45(6): 1277
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作者单位
摘要
1 西安工业大学 陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室,陕西 西安 710021
2 中国科学院西安光学精密机械研究所 先进光学制造技术联合实验室,陕西 西安 710119
采用溶胶凝胶技术结合旋涂法,在石英基底及Si基底上分别制备了孔隙率不同的TiO2和SiO2薄膜,并对两者的光学及激光损伤特性进行了研究。根据透射光谱曲线计算出薄膜的光学带隙,发现光学带隙随着孔隙率的增大而增大,TiO2薄膜的光学带隙大小为3.75 eV~3.97 eV,SiO2薄膜的光学带隙大小为3.52 eV~3.78 eV。椭偏测量结果表明,当聚乙二醇(polyethylene glycol, PEG)质量分数从0、0.8%、4.0%提高至8.0%时,在波长1 064 nm处,TiO2薄膜的孔隙率从11.5%、14.1%、30.9%增大至38.7%,折射率从2.063 5、2.016 5、1.748 1降低至1.640 9;SiO2薄膜的孔隙率从4.04%、4.6%、5.7%提升至13.9%,折射率从1.438 6、1.435 8、1.420 4降低至1.387 9。除PEG质量分数为0.8%的TiO2薄膜外,所有TiO2和SiO2薄膜样品的消光系数均优于10?3,说明薄膜的吸收较小。薄膜的激光损伤阈值(laser induced damage threshold, LIDT)受孔隙率的影响较大,孔隙率越大,TiO2薄膜的激光损伤阈值越高,其值最高可达16.7 J/cm2;而SiO2薄膜的激光损伤阈值较未添加PEG的激光损伤阈值并未提高,当PEG质量分数从0.8%增加到8.0%时,SiO2薄膜的激光损伤阈值提高了1.9 J/cm2。总而言之,提高孔隙率有助于提高薄膜的抗激光损伤性能。
溶胶凝胶法 TiO2 SiO2 聚乙二醇 光学带隙 激光损伤阈值 sol-gel method TiO2 SiO2 polyethylene glycol optical band gap laser damage threshold 
应用光学
2024, 45(4): 841
作者单位
摘要
西安工业大学 陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室,陕西 西安 710021
近年来,随着大功率、高能量激光系统的不断发展,光学薄膜的抗激光能力成为制约激光系统高质量发展的瓶颈之一。基于不同的制备方法及工艺参数会对薄膜的损伤阈值产生重要的影响,就薄膜镀制前、镀制中以及镀制后三个方面对提高损伤阈值的方法进行综述,其中包括膜料优选、膜系设计、溶剂清洗、离子束清理、制备方法、离子束后处理、激光后处理等内容。
光学薄膜 激光损伤阈值 激光系统 沉积方式 optical thin film laser damage threshold laser system deposition method 
应用光学
2023, 44(6): 1185
作者单位
摘要
1 西安工业大学 光电工程学院,西安 710021
2 西安工业大学 电子信息工程学院,西安 710021
针对红外目标跟踪中红外图像模糊、存在噪声、目标特征少的问题,提出了自适应信息选择的变尺度相关滤波红外目标跟踪算法。首先,在提取的灰度特征中重新提取了梯度信息,用于增强特征感受野大小,丰富目标特征信息;其次,稀疏滤波器系数,减少滤波器信息冗余,并将其结合至滤波器训练过程中,不同通道下的空间信息保留程度不同,有效提高滤波器表达能力;最后,在原有保留尺度更新的基础上,加入变尺度滤波器,构建边界框比例不同的尺度池,有效应对边界框比例变化的情况。在LSOTB-TIR数据集和PTB-TIR数据集上做了对比和消融实验以验证算法的有效性,结果表明该算法在LSOTB-TIR数据集上精确度和成功率分别达到71.3%和59.4%,在使用手工特征的算法中获得了更好的表现。
红外与夜视技术 目标跟踪 相关滤波 红外图像处理 变尺度滤波器 稀疏化表示 Infrared night vision technology Target tracking Correlation filter Infrared image processing Variable scale filter Sparse representation 
光子学报
2023, 52(12): 1210003
作者单位
摘要
西安工业大学光电工程学院, 陕西省光电测试与仪器技术重点实验室, 陕西 西安 710021
随着激光技术的不断发展, 对应用于大功率、高能量激光系统, 以及激光防护系统中的光学薄膜器件提出了高损伤阈值的要求。但目前在激光损伤阈值的测量上, 还存在测量标准不统一、重复性不好、准确性差、相互结果难以比对等问题, 其主要原因在于不同的材料及膜系适用于不同的损伤识别方法。对目前国内外在损伤识别方法方面的研究进行了总结, 阐述了图像法、散射法、等离子闪光法, 等离子体光谱法等多种不同的损伤识别方法, 介绍了各种方法识别损伤的原理、特点, 以及损伤识别的效果, 期望对激光损伤阈值测试方面的研究具有参考和借鉴。
激光损伤阈值 识别方法 薄膜 等离子体光谱法 声学法 质谱法 laser-induced damage threshold discriminant method thin film plasma spectroscopy acoustic method mass spectrometry 
光学与光电技术
2023, 21(1): 1
 
作者单位
摘要
西安工业大学光电工程学院,陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室,陕西 西安 710021
光学元件的激光诱导损伤阈值是衡量其抗激光损伤能力的重要指标。周期性表面光学元件具有良好的光学特性,在高功率激光系统中也有着潜在的应用,准确测定其激光诱导损伤阈值尤为关键。本文分析了激光诱导损伤阈值不确定度的主要来源,建立了激光诱导损伤阈值不确定度的计算公式,给出了减小激光损伤阈值不确定度的处理方法。结果表明:当激光的标定光斑半径为400 μm、误差为10 μm、激光能量误差为5%时,能量密度引入的不确定度为0。则激光损伤阈值的不确定度主要来源为损伤几率不确定度和线性拟合不确定度。通过增加每一能量级的测量次数,可以进一步减小激光损伤阈值的不确定度。
光学元件 周期性表面 激光诱导损伤阈值 不确定度 
激光与光电子学进展
2022, 59(23): 2320001
作者单位
摘要
西安工业大学 陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室,西安 710021
利用光刻掩模和热蒸发沉积技术制备兼容电磁屏蔽红外窗口薄膜器件,实现3~5 μm波段红外信号高效增透,且能屏蔽12~18 GHz频段的电磁波信号.通过光刻掩模和真空热蒸发沉积技术在双面抛光Si基底上制备满足要求的十字交叉对称金属网栅结构,通过离子束辅助电子束热蒸发沉积技术制备3~5 μm波段高效增透的红外膜.为进一步改善金属网栅的透射率,在周期g为550 μm,不同线宽的金属网栅薄膜上沉积红外增透膜.结果表明:通过真空式傅里叶变换红外光谱仪测试得红外膜样片在3~5 μm的峰值透射率为99.8%,平均透射率为99.3%.矢量网络分析仪测试金属网栅12~18 GHz频段的电磁屏蔽效能,得到兼容电磁屏蔽红外窗口薄膜器件在12~18 GHz频段内总体电磁屏蔽效能优于27 dB,3~5 μm红外波段的峰值透射率为86.3%,平均透射率为86.1%.金属网栅薄膜上镀制增透膜在保证电磁屏蔽效能不变(≥27 dB)的前提下,网栅光谱(透射率)提高了37.6%(网栅周期g为550 μm,线宽2a为30 μm).屏蔽效能的改善既可以通过调整网栅的周期和线宽,也可以选择电阻率较低的基底材料实现.
电磁屏蔽 红外 真空热蒸发 金属网栅 减反膜 透射率 屏蔽效能 Electromagnetic shielding Infrared Vacuum thermal evaporation Metal mesh Anti-reflection film Transmittance Shielding effectiveness 
光子学报
2020, 49(10): 1031002
作者单位
摘要
西安工业大学 陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室, 西安 710021
以SiO2、TiO2、YF3为单组分材料分别制备了SiO2/YF3、TiO2/YF3复合薄膜,探究复合后膜层的光学、力学以及抗激光损伤性能的变化情况.采用双源共蒸技术,通过控制膜料蒸发时的沉积速率制备了混合摩尔比为1:1的两种氟氧化物复合薄膜,对复合膜层的折射率、消光系数、透射特性、表面形貌、粗糙度进行了测量,并研究了其抗激光损伤性能.结果表明:SiO2/YF3、TiO2/YF3复合膜层的折射率分别为1.478 7和1.864 6(波长550 nm),介于单组分材料之间(YF3为1.493 6、SiO2为1.465 1、TiO2为2.048 3),且均呈现正常色散分布;ZYGO干涉测量的结果显示,SiO2/YF3膜层的应力值为1.9 GPa,比单组分材料SiO2和YF3的0.4 GPa大但粗糙度小;TiO2/YF3膜层的应力值为0.8 GPa,比TiO2的3.9 GPa应力小但较YF3大,表现出较明显的应力调节效果;SiO2/YF3复合薄膜的激光损伤阈值为9.2 J/cm2,相比于单组分的SiO2提高了2.2%,较YF3提高了39.2%;TiO2/YF3的激光损伤阈值为7.8 J/cm2,相比于单组分的TiO2薄膜而言提高了85.6%,较YF3提高了17.4%.通过双源共蒸技术沉积得到的氟氧化物复合薄膜,吸收小、膜层折射率可调;SiO2/YF3、TiO2/YF3复合膜层的抗激光损伤性能均优于单组分材料;YF3的掺杂能够明显降低单一TiO2材料的应力,但SiO2/YF3的应力大于单组分的SiO2、YF3薄膜.
复合薄膜 氟化物 氧化物 双源共蒸技术 光学性能 应力 激光损伤阈值 Composite films Fluoride Oxide Dual-source co-evaporation technique Optical properties Stress Laser induced damage threshold 
光子学报
2020, 49(8): 0831002
Author Affiliations
Abstract
Shaanxi Provincial Key Laboratory of Thin Films Technology and Optical Test, Xi’an Technological University, Xi’an 710021, China
The plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) technique is well suited for fabricating optical filters with continuously variable refractive index profiles; however, it is not clear how the optical and structural properties of thin films differ when deposited on different substrates. Herein, silicon nitride films were deposited on silicon, fused silica, and glass substrates by PECVD, using silane and ammonia, to investigate the effects of the substrate used on the optical properties and structures of the films. All of the deposited films were amorphous. Further, the types and amounts of Si-centered tetrahedral Si–SivN4-v bonds formed were based upon the substrates used; Si–N4 bonds with higher elemental nitrogen content were formed on Si substrates, which lead to obtaining higher refractive indices, and the Si–SiN3 bonds were mainly formed on glass and fused silica substrates. The refractive indices of the films formed on the different substrates had a maximum difference of 0.05 (at 550 nm), the refractive index of SiNx films formed on silicon substrates was 1.83, and the refractive indices of films formed on glass were very close to those formed on fused silica. The deposition rates of these SiNx films are similar, and the extinction coefficients of all the films were lower than 10?4.
thin films plasma-enhanced chemical vapor deposition optical properties structural properties substrate materials 
Chinese Optics Letters
2020, 18(8): 083101
作者单位
摘要
西安工业大学 陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室,陕西 西安 710021
复合薄膜因其可具有比单组份薄膜更加优异的性能而得到广泛的应用。通过以膜层的防护、催化、电学、光学以及力学性能等复合思想为切入点,阐述了通过膜层的复合掺杂旨在增强合金的抗腐蚀性,提高润滑摩擦性能,改善膜层的导电性能以及进行光学薄膜折射率和光谱吸收的调控,增强膜层的硬度及拉伸强度等机械性能的方法。对国内外的相关前沿成果进行简要介绍,并对复合薄膜的未来发展进行展望,为相关领域的研究提供参考。
复合薄膜 防护性能 电学性能 催化性能 光学性能 机械性能 composite thin films protective properties electrical properties catalytic properties optical properties mechanical properties 
应用光学
2020, 41(2): 405

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