1 长春理工大学光电工程学院，吉林 长春 130022
2 长春理工大学中山研究院，广东 中山 528437
3 中山吉联光电科技有限公司，广东 中山 528437
为抑制非相干光产生的干扰，提高紫外单色仪的分辨率，本文选择Al2O3、AlF3分别作为高、低折射率材料，在熔融石英基底上设计并制备了深紫外全介质高陡度滤光膜。通过优化沉积工艺及膜层应力分析方法，解决了薄膜应力过大所导致的膜裂问题；并对实验结果进行反演分析，通过优化监控方法提高了膜厚控制精度。制备的深紫外高陡度滤光膜在232~400 nm平均透过率为97.67%，在115~228 nm平均透过率为0.61%，过渡区陡度为3.6 nm，满足紫外单色仪的使用需求。
光学薄膜 紫外单色仪 深紫外滤光膜 高陡度 薄膜应力
1 西安应用光学研究所，陕西 西安 710065
2 北京科益虹源光电技术有限公司，北京 102605
对矩形波宽带通滤光片进行了深入研究，提出了一种设计、制备矩形波宽带通滤光片的方法。使用该方法设计并制备了400 nm~1100 nm波段，中心波长λ0=515 nm，透射带λ=λ0±25 nm，透射带平均透射率 ≥92%，截止带λ=400 nm~475 nm、λ=555 nm~1 100 nm，截止带透射率小于0.1%的矩形波宽带通OD3-A滤光片。对样片光谱进行了测试，结果满足需求。该方法设计、制备矩形波宽带通滤光片克服了F-P型窄带滤光膜监控精度要求高、通带宽带窄、成本高以及传统长、短波截止膜组合方式膜层总厚度过大、通带透过率低、波形矩形度差的缺点。
光学薄膜 带通滤光膜 矩形波 吸光性 optical thin film band-pass filter film rectangular wave optical density
1 东南大学电子科学与工程学院，江苏 南京 210096
2 中国人民解放军陆军装备部驻无锡地区军事代表室，江苏 无锡 214000
硅基探测器具有稳定可靠、暗电流低、响应度高、价格低廉等优点，被广泛应用于光电探测等领域。针对硅基探测器在紫外波段探测能力有限的问题，设计了一款可增强硅基探测器在紫外波段探测能力的聚光结构。首先，利用ZnCdS∶Mn/ZnS量子点的荧光特性将吸收的紫外光转化为可见光。然后，配合短波通截止滤色膜使探测器在260~400 nm波段的外量子效率均大于20%，响应时间限制在ms量级，暗电流限制在pA量级。实验结果表明，使用量子点层的聚光结构能明显改善硅基探测器在紫外波段的探测能力，通过改变量子点的尺寸还可以在紫外波段实现探测范围可调的硅基探测器。
探测器 外量子效率 掺杂量子点 短波通截止滤色膜 激光与光电子学进展
2022, 59(17): 1704001
1 长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 成都国泰真空设备有限公司, 四川 成都 610000
为提高酒精检测系统的信噪比,根据比尔-朗伯定律确定双通窄带滤光片的技术参数;根据技术参数在Si基底上采用双面拆分法设计窄带滤光片,建立折射率渐变模型确定反演系数,实现膜层的准确控制。采用真空室原位退火法提高膜层聚集密度,降低膜层应力,进而提高膜层附着力,稳定膜层光谱性能;制备的膜层能够满足在(1392±10) nm和1530~1570 nm波段透射率大于90%,400~1350 nm和1600~1800 nm波段透射率小于1%,在1410~1515 nm波段透射率小于30%的要求。
光学器件 光学薄膜 双通滤光膜 膜层敏感度 膜应力 中国激光
2019, 46(11): 1101003
1 山东建筑大学材料科学与工程学院, 山东 济南 250101
2 中国兵器工业集团第五三研究所, 山东 济南 250031
为了获取具有宽截止带的 1064 nm激光窄带滤光膜, 本文以含缺陷的一维光子晶体为基础设计了两种不同的结构。模拟分析了缺陷层引入方式、缺陷层光学厚度、缺陷层材料折射率、光子晶体周期数和缺陷层位置等因素对窄通带位置、宽度和强度的影响, 明确了其影响规律。通过优化光子晶体的结构参数优化滤光膜窄通带、拓宽截止带, 设计了截止范围在 200～1500 nm、1064 nm透过率大于 90%的多层结构滤光膜。
一维光子晶体 滤光膜 1064 nm激光 窄通带 one-dimensional photonic crystals filter film 1064 nm laser narrow band
选取Al2O3、AlF3两种材料, 采用双面拆分法在JGS1基底上完成了深紫外波段高反射, 近紫外到可见光波段高透射的全介质滤光膜的设计.研究了稳定控制AlF3蒸发速率的制备方法, 验证了离子源辅助沉积技术对镀膜材料在紫外波段吸收的影响, 建立了膜层厚度与电子束蒸发特性的函数关系, 借助软件模拟了误差的影响, 并结合工艺技术的改进, 有效提高了紫外光的利用率, 最终研制的滤光膜在200～270 nm平均反射率为77.96%, 在290～700 nm平均透过率为96.29%, 满足使用需求.
光学薄膜 滤光膜 拆分法 沉积 紫外探测 Optical film Filter film Separation method Deposition Ultraviolet detection 光子学报
2018, 47(10): 1031002
长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
为满足日盲探测系统的技术要求, 研制了一种可以实现紫外日盲区(200~270 nm)高透射、近紫外到近红外区(300~1200 nm)深截止的光学滤光片。通过分析材料的光学特性, 结合光学薄膜理论, 优化膜系结构, 设计了介质与金属组合的膜系。采用电子束加热蒸发的方法沉积金属膜, 通过对沉积速率的实验研究, 在保证金属光学性能的前提下, 有效降低了膜厚控制误差。采用逆向反演法与膜层敏感度分析, 对谐振层工艺参数进行优化, 有效降低了谐振层的控制误差。该滤光膜在200~270 nm波段的平均透射率达到51.21%, 在300~1200 nm抑制区的平均透射率为0.90%。
薄膜 滤光膜 日盲探测 控制误差 逆向反演
长春理工大学光电工程学院， 吉林 长春 130022
依据光学薄膜理论及光学材料的特性，结合膜系设计软件，采用拆分技术原理，实现了双面膜系的设计，解决了单面膜层过厚、应力过大的问题。利用逆向分析法对实验测试结果进行反演，通过对膜层敏感度分布的研究，分析了产生误差的原因。采用不同的监控方式，使膜系的敏感层厚度得以精准控制。最终研制的滤光膜光谱测试结果表明，3.31 μm单点透射率为93.7%，通带半峰全宽为49 nm，1~3.2 μm和3.4~5 μm波段平均透射率为0.17%，满足系统使用要求。
薄膜 拆分技术 逆向分析法 敏感度分布 窄带滤光膜
1 长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 凯里学院物理与电子工程学院, 贵州 凯里 556000
为了降低紫外固化系统光源的热辐射，根据光学薄膜理论，以HfO2、AlF3和Cr作为镀膜材料，采用反射与吸收相结合的结构，设计了紫外高反射、可见/近红外高吸收的滤光膜。通过在基底和膜系之间增镀Al膜作为过渡层，提高了薄膜的牢固性。通过优化工艺参数，研制了220～400 nm波段平均反射率为90.6%、420～2000 nm波段平均吸收率为92.4%的滤光膜。
薄膜 紫外固化系统 热辐射 过渡层 滤光膜
1 长春理工大学, 吉林 长春 130000
2 长春理工大学光电信息学院, 吉林 长春 130000
3 吉林省交通规划设计院, 吉林 长春 130000
在光纤通信中, 为了在不改变调制波长范围的基础上仍能实现更多数据通道的波分复用, 设计了一种新型的小尺寸窄带偏振分光器, 用于对现有的数据通信网络进行扩容以及提高光信号的信噪比。 在该分光器上蒸镀了两种新设计的膜系, 一层是窄带滤光膜, 另一层是偏振分光膜。 采用TFCalc软件仿真, 设计结果中窄带滤光膜的带宽约为0.4 nm, 偏振分光膜在1 530～1 560 nm范围内对p光的通透性能优于99.8%。 基于以上膜系设计在BK7光学玻璃上实际制备两组膜系, 实验采用Agilent 8164-A型光波测量系统对经过膜后的光进行光谱分析。 结果显示, 窄带滤光膜的实际带宽优于0.4 nm, 增益平坦度小于-0.05 dB, 相比现有常见的0.8 nm滤光膜具有更窄的带宽, 可以实现在调制波长范围不变的条件下增大波分复用的数据通道总量。 偏振滤光膜的实际p光透光率为99.6%, 相比仿真值略低, 但仍优于设计要求, 相比传统分光器的光信号强度保留效果更好, 具有更高的信噪比。 综上所述, 该分光器具有更好的应用价值和实用意义。
光纤通信 膜系设计 窄带滤光膜 偏振分光 Optical fiber communication Film system design Narrowband filter film Polarizing beam splitter 光谱学与光谱分析
2016, 36(12): 4072
