1 北京理工大学 物理学院，北京 100081
2 昆明物理研究所，云南 昆明 650217
3 云南北方光学科技有限公司，云南 昆明 650217
4 北京理工大学 光电学院，北京 100081
5 云南大学 物理与天文学院，云南 昆明 650500
红外热像仪可在全天候条件下实现目标识别，在安防、夜视辅助及红外测温系统等领域应用广泛，但红外热像仪成像质量和效果受制于ZnS红外光学镜头的品质和性能。文中采用自主研制的三温区梯度化学气相沉积（TTG-CVD）及退火热处理制备ZnS块体。采用X射线衍射表征出ZnS块体是立方闪锌矿结构，具有光学各向同性，可以满足后续在红外光学镜头中的设计需求。结合红外透过光谱获得ZnS块体在8~12 μm 长波红外波段的平均透过率达71.6%。ZnS块体在1.06 μm处的折射率均匀性为1.94×10−5。进一步采用光学冷加工和单点金刚石车削等工艺，制作出ZnS红外光学透镜和红外镜头。红外光学镜头在空间频率为20 lp/mm时，在半视场（0.5视场）和0.707视场的调制传递函数（MTF）接近衍射极限。红外成像系统在中心视场、0.707视场由像差引起的弥散斑均方根值（RMS）均小于像元尺寸20 μm，系统畸变小于1%，各项指标均达到实际使用要求。
ZnS块体 折射率均匀性 红外光学镜头 调制传递函数 红外成像 ZnS bulk refractive index uniformity infrared optical lens modulation transfer function infrared imaging 红外与激光工程
2021, 50(10): 20210004
1 中国科学院上海光学精密机械研究所薄膜光学实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
3 中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室, 上海 201800
集成电路与光刻机系统中通常会设计并使用很多小曲率半径的大陡度透镜,以实现大数值孔径,这对镀制于其表面的紫外薄膜的性能提出了很高的要求。本文分析了行星夹具转动过程中大陡度凸透镜从中心到边缘位置的薄膜沉积角度的变化规律,研究了MgF2膜层的折射率随沉积角度的变化规律,明确了大陡度凸透镜从中心到边缘位置的膜层折射率不均匀性对深紫外增透膜的影响。针对小曲率半径大陡度凸透镜表面的膜层沉积特性,通过升高基底温度提高了折射率分布的均匀性,为大陡度透镜膜层折射率不均匀性修正提供了理论和实验依据。
1 中国科学院光电技术研究所, 成都 610209
2 中国科学院大学, 北京 100049
针对空间应用的柔性光学聚酰亚胺薄膜折射率均匀性检测要求, 本文提出以干涉测量法为基础, 采用光学聚酰亚胺薄膜制备所用基板的反射波前数据、薄膜未剥离成膜基板时上表面反射波前数据以及薄膜剥离基板后的透射波前数据有效测量此类柔性薄膜折射率均匀性。将棱镜耦合仪逐点测量数据作为对比项, 实验结果表明, 所提出的方法能高效可靠地对柔性薄膜全口径进行折射率均匀性检测。
柔性光学聚酰亚胺薄膜 折射率均匀性 波面 flexible optical polyimide film refractive index homogeneity wavefront
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033
光机热集成分析是光机结构设计中的重要环节，对光学系统像质的预测与补偿有着重要的参考价值。针对小物镜系统，进行光机热集成分析，结果表明该系统产生的热像差较大，影响系统光学性能，其中温度升高导致折射率变化引入的系统热像差较大；结构热变形引入的系统热像差较小，可以忽略；镜片与支撑结构之间的导热、上下窗口的空气扰动、机械结构外表面的环境对流也会存在一定影响，但影响较小。由此可知系统热像差的主要影响因素是热载的大小，设计过程中减少透镜厚度及材料吸收率，降低系统热载，是减小光学系统热像差最为有效的途径。
光学设计 光机热集成分析 热像差 有限元法 Zernike 多项式 折射率均匀性 热载 激光与光电子学进展
2014, 51(9): 092204
1 中国科学院光电技术研究所， 四川 成都 610209
2 中国科学院研究生院， 北京 100049
为了实现光学玻璃折射率均匀性的高精度(0.2×10-6)检测，测量环境温度引入的测量不确定度应小于0.05×10-6。对测量过程中温度引入的不确定度进行了详细分析，总结了温度引起的5种误差源，对各种误差源进行了不确定度分析。结果表明，当测量腔中空气、贴置板、折射率液及被测件的径向温差不超过±0.01 ℃时，温度引起的测量不确定度为0.031×10-6，满足精度要求。为实验室环境的改造提出了建议，并为高精度玻璃折射率均匀性测量提供了分析数据。
光学检测 折射率均匀性检测 温度 不确定度分析 激光与光电子学进展
2012, 49(1): 011203
1 中国科学院光电技术研究所，成都 610209
2 中国科学院研究生院，北京 100049
泽尼克圆多项式在圆形光瞳的正交性和能够代表经典像差而被广泛应用到波前分析中，用泽尼克圆多项式作为矩形光瞳基底函数，通过推导得到在矩形光瞳上正交的多项式。这个在矩形光瞳上正交的多项式不仅是唯一的，而且也能够表示经典像差，就像泽尼克圆多项式在表示圆形光瞳时具有这样的特性一样。矩形光瞳上正交多项式像泽尼克圆多项式一样即可以用极坐标表示也可以用直角坐标表示。使用正交多项式前 15项在 MATLAB中用最小二乘法拟合窗口干涉数据，从拟合残差的 RMS统计分析的结果来看，能很好描述高质量熔石英材料在窗口方向上的折射率均匀性分布。
折射率均匀性 矩形光瞳 正交多项式 数据拟合 index homogeneity rectangle pupil orthogonal polynomial data fitting
