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 固体激光技术国家级重点实验室, 北京100015华北光电技术研究所，北京100015
2 中国石油大学，山东 青岛266580
3 华北光电技术研究所，北京100015
中波红外焦平面探测器因在红外制导导弹、红外夜视仪等**领域的重要性而被广泛关注，其中带通滤光膜具有滤除杂散光和保护探测器的作用。本研究的目的是针对中波红外焦平面探测器滤光膜的关键技术问题，通过分析、选材、优化等方法，制备出性能良好的中波红外带通滤光膜。以Ge为高折射率材料和基底，以SiO为低折射率材料，设计了带通膜系结构。不仅实现了在0°入射角下对295～505 m波段大于92%的高透过率、通带宽度优于37～48 m的常规应用，而且对295～505 m之外的其它波段也能达到良好的截止效果。经测试，其光洁度、牢固性等各方面性能良好，可以很好地应用于中波红外焦平面探测器。
中波红外 带通滤光膜 透过率 薄膜制备 锗 mid-wave infrared band-pass filter transmittance thin film preparation Ge
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 固体激光技术国家级重点实验室, 北京100015
2 华北光电技术研究所，北京100015
3 中国石油大学，山东 青岛266580
光学薄膜技术广泛应用于几乎所有的光学系统、光电系统和光电仪器。新型探测器的发展对1～3 m近红外波段附近的能量响应提出了滤波的要求。从电磁场理论和麦克斯韦方程出发，介绍了光学薄膜的设计理论，论述了带通滤光膜的设计方法。基于Optilayer软件，以氧化铝为基底，设计了一种工作波段为13～27 m的近红外带通滤光膜。考虑到镀膜材料的匹配性问题，选择硫化锌和氟化镱作为高、低折射率材料。采用长波通与短波通相结合的设计方法，并用Optilayer软件完成了膜系的计算和优化。在氧化铝基底双面镀制膜，用电子束蒸发和离子束辅助沉积的制备工艺完成了膜系镀制。用分光光度计对制备样品进行了透过率测试。结果表明，在13～27 m设计波段，样品的平均透过率大于95%，符合带通滤光膜的设计要求。
近红外 带通滤光膜 透过率 薄膜制备 氧化铝 near infrared band-pass filter transmittance thin-film preparation alumina0
长春理工大学 理学院 吉林省光谱探测科学与技术重点实验室, 吉林 长春 130022
文章在理论方面利用亚波长孔阵结构透射峰位关系公式, 针对光谱探测器件所需要的具备单峰窄带透射特性的介质-金属-介质的三层结构”双玻孔阵”结构模型的窄带单峰透射结果, 基于现有的加工工艺对较常出现的上沿过刻、孔底残留和孔底过刻三种实验误差进行了潜在失效模式分析, 与标准双玻孔阵模型对比结果, 分析得到加工误差对窄带单峰透射的各种影响及产生的机理。对利用双玻孔阵结构的异常透射原理对入射光进行选择性透过制备出的新型像素级滤光膜系的制备工艺有一定的指导意义。
近红外 双玻孔阵 带通滤光膜 表面等离激元 near infrared double glass hole array band pass filter surface plasmon
截止陡度变形是带通滤光膜实际制备中的工艺难题, 通过对周期性膜系结构等效折射率与基片进行导纳匹配优化设计, 得到了规整结构的带通滤光膜系, 对膜系制备过程中工艺参数变化规律分析, 得出了电子枪蒸发源蒸发特性变化引起膜系截止带误差分离是陡度变形的主要原因, 在修正误差后实际制备了陡度变化小于25 nm的带通干涉截止滤光膜。
光学薄膜 宽带通滤光膜 截止 离子源 optics film band pass filter cut-off ion source
1 长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 光驰科技(上海)有限公司, 上海 200444
基于波分式3D技术成像原理,实现了一种宽角度互补三带通滤光膜的设计。通过对薄膜材料的研究,选择合适的材料作为法布里-珀罗滤光片的等效间隔层,改善了大角度入射时的能量分散现象,提高了大角度入射时的通带透过率。通过调节电感耦合等离子体反应气体量,降低了Nb2O5材料的消光系数,提高了薄膜在短波处的透过率。实验测试与分析结果表明,所研制的互补三带通滤光膜在0°~30°入射时的通带透过率均在92%以上,且透射光符合色平衡指标,满足设计要求。
薄膜 3D显示 三带通滤光膜 等效间隔层 分形结构
长春理工大学 理学院 吉林省光谱探测科学与技术重点实验室, 吉林 长春 130022
小型化的光谱探测设备有低载荷、低成本、高集成度等诸多应用优势。而滤光/分光模块是光谱探测设备的核心组件。本文利用亚波长金属孔阵模型设计出一种有别于传统滤光片的滤光组件, 将对应的近红外波长的光进行选择性透过。一直以来基于超透射现象的亚波长金属孔阵滤光膜因上下介质的介电常数不同而产生两个强透射峰, 难以实现单通道滤光, 针对此缺陷设计了两层对称介质的双层玻璃透射形结构, 在近红外波段成功实现了单波长透射的特性。通过时域有限差分法进行仿真运算, 成功实现了1.25μm、1.40μm、1.55μm、1.70μm, 透射率约45(±3)%四种窄带透射, 半波峰宽度50nm的结果。并总结出结构参数的相应设计公式, 在1~2μm波长近红外区可以实现任一波长的滤光调制, 且透射率与频宽可调。
超透射 亚波长孔阵 近红外 滤光膜系 双层介质 super transmission subwavelength hole array near-infrared filter membrane system double medium
详细论述了短波通滤光膜的理论设计与实际制备结果，光谱曲线偏离的原因及修正方法。首先选择高、低折射率膜料设计短波通滤光膜系，然后进行实际膜系制备。由于镀膜机存在控制误差，使得实际膜层制备厚度偏离理论厚度，导致实际制备光谱曲线超差。通过利用多角度光谱测量法对制备结果进行测量，依据多次测量结果的曲线偏离量，判断产生膜层厚度误差的膜料、膜层厚度误差的偏差大小及方向。在修正膜层厚度误差后，制备了光谱曲线平坦变化的短波通滤光膜。这种光谱性能更好的短波通滤光膜可以避免光学系统的偏色效应，此项技术为短波通滤光膜的设计与加工提供了新的理论依据与制备方案。
光学薄膜 短波通滤光膜 半波孔 误差 optics film short wave pass filter half wave hole deviation
以光学薄膜理论为出发点，系统介绍了3.7～4.8 m带通滤光膜的理论设计与优化、实际生产制备以及成品测试方法。考虑到膜料性能及膜层匹配等问题，分别选用锗和一氧化硅作为高低折射率材料，并以氧化铝作为薄膜基底。确定了滤光膜的基础膜系，并使用Filmaster软件对膜系进行了设计和优化计算。在薄膜蒸镀过程中，根据材料选取合适的镀制工艺。通过温度控制、离子辅助等方法研制出了可靠性与光谱特性皆优的带通滤光膜，并对其光谱特性及膜层质量等进行了测试。根据设计目标修改工艺参数，最终确定可行的工艺流程，从而研制出了符合光学性能设计指标的3.7～4.8 m带通滤光膜。
带通滤光膜 中红外 膜系设计 工艺参数 band-pass filter mid-infrared membrane system design process parameter
