1 天津大学精密仪器与光电子工程学院，天津 300072
2 天津大学光电信息技术教育部重点实验室，天津 300072
3 天津大学理学院，天津 300072
4 天津大学天津市低维功能材料物理与制备技术重点实验室，天津 300072
制备了一种基于银岛膜表面等离激元共振的窄带钙钛矿光电探测器，通过钙钛矿与银岛膜之间的薄膜干涉实现了窄带增强。利用前驱液温度调控晶粒尺寸，通过钙钛矿厚度调控光传播路径，增强了窄带响应，实现了中心波长为490 nm、峰值半峰全宽为110 nm的窄带光探测，其上升和下降时间分别为247 ms和266 ms，响应光电流为0.151 μA，外量子效率为159%，响应度为0.6 A·W－1，归一化探测率为2.73×1013 cm·Hz1/2·W－1。
测量 窄带光电探测器 前驱液温度优化 表面等离激元共振 薄膜干涉 中国激光
2022, 49(23): 2304004
三阶砷化镓电池具有较高的光电转换效率, 是卫星帆板的主要材料。 利用卫星帆板的散射光谱特性, 可以辅助判断帆板姿态以及卫星工作状态, 对空间目标识别具有重要意义。 搭建了空间目标表面材料散射光谱测量系统, 对太阳能电池样片散射光谱进行测量。 测量系统主要由REFLET 180S 和FieldSpec@4 光纤光谱仪组成。 REFLET 180S能提供暗背景、 稳定光源和高精度转台, 光源光谱范围400~1 800 nm, 转台角分辨率为0.01°。 FieldSpec@4光谱仪具有高的光谱分辨率(3 nm@700 nm, 10 nm@1 400/2 100 nm)。 针对电池样片强镜反特性, 选择标准平面反射镜作为定标体, 测量入射角为5°, 15°, 30°, 45°和60°, 反射角为镜反射方向±2°, 角度间隔为0.1°。 测量结果发现三阶砷化镓电池在可见光波段(600~900 nm)散射光谱存在三个明显吸收峰, 并且随着入射角的增加, 吸收峰出现向左“迁移”特性; 在近红外波段(900~1 800 nm)散射光谱出现类周期性震荡特性, 而硅电池散射光谱并没有这些特性。 三阶砷化镓电池结构复杂, 将其物理结构简化为DAR层和三个半导体吸收膜层: 顶电池GaInP层、 中电池GaAs层和衬底Ge层。 基于薄膜干涉理论, 利用等效光学导纳法, 对三阶砷化镓电池散射光谱进行建模。 仿真光谱基本拟合出可见光波段的吸收特性以及近红外波段的周期性震荡特性, 说明利用薄膜干涉理论建立反射率模型的正确性。 利用光谱仿真模型, 分析不同膜层对三阶砷化镓散射光谱的影响。 结果表明: DAR层主要作用是降低光谱反射率, 对光谱形状影响不大; Ge层对散射光谱没有影响, 主要作用是增加光的透射率和吸收效率; GaInP层和GaAs层对散射光谱形状起主要作用, GaAs层是造成近红外波段干涉特性的主要原因; GaInP层是引起可见光波段吸收特性的主要原因, 同时对近红外波段干涉曲线的振幅和频率起调制作用。 研究结果可为卫星太阳能帆板和电池碎片识别提供数据支撑。
卫星 三阶砷化镓电池 散射光谱 吸收峰 震荡特性 薄膜干涉 Satellite GaAs-based triple-junction solar cell Scattering Spectrum Absorption peak Oscillation characteristic Thin-film interference 光谱学与光谱分析
2020, 40(10): 3092
1 辽宁科技大学应用技术学院, 辽宁 鞍山 114051
2 鞍山市工装夹具及工艺专业技术创新中心, 辽宁 鞍山 114051
3 辽宁科技大学理学院, 辽宁 鞍山 114051
研究表面条纹微结构对激光诱导氧化膜着色机理的影响,具体分析不同工艺参数下激光诱导表面微结构的条纹宽度、条纹高度及条纹重叠度的变化特性。首先,通过改变离焦量、脉冲频率、扫描速度、条纹间隔、功率及打标次数等工艺参数来制备样本,观测并分析样本的条纹宽度受能量密度、光斑重叠度的影响,以估算条纹宽度。然后,通过条纹宽度和测量的表面粗糙度近似计算了条纹高度,理论与实际误差为-0.375 ~0.430 μm。同时,通过条纹宽度和条纹间隔计算了条纹间重叠度,并分析条纹高度、条纹间重叠度及表面粗糙度三者之间的关系。最后,通过表面粗糙度与条纹间隔计算类光栅闪耀角,发现类光栅闪耀角能更好地描述条纹凹凸程度。多次打标样本具有颜色饱和效应,并提出一种多层颜色打标模型。
测量 激光技术 表面条纹微结构 薄膜干涉 光栅衍射
朱墨时序检验是文件形成时间检验技术的重要组成部分之一，随着涉及喷墨打印文件的案件增多，为有效解决在喷墨打印文件中朱墨时序检验难、难检验的问题，将薄膜干涉原理应用在朱墨时序文件检验中，探索研究一种朱墨时序检验中的新特征。针对打印机的类型、印章印油的种类、印文材料、光线等方面，寻找薄膜干涉现象对朱墨时序的影响，分析朱墨时序现象形成的原因。通过显微镜检验法观察不同条件下黄绿干涉条纹的表现，进行综合比较分析。结果表明，先墨后朱比先朱后墨的薄膜干涉现象更为明显，以此可以判断薄膜干涉现象对朱墨时序检验具有应用价值，可为印刷文件和印章的先后顺序判断提供参考和借鉴。
朱墨时序 朱墨时序特征 薄膜干涉 显微观察法 cinnabar stick sequence characteristics of the ink time sequence thin film interference micro. scopic observation
1 中国电子科技集团公司第三研究所, 北京 100015
2 哈尔滨工程大学水声工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
针对基于相位解调的双光束薄膜干涉型光纤传声器的特性展开了研究,仿真分析了三路信号的直流分项、交流分项以及相位差对双光束薄膜干涉型光纤传声器输出性能的影响。采用对比法,并通过实验研究了基于相位解调的双光束薄膜干涉型光纤传声器的输出特性,实现了灵敏度为193 mV/Pa@1 kHz、频率响应为200 Hz~4 kHz@±3 dB的声信号测量。本研究能够很好地应用于声探测、语音识别等领域。
光通信 光纤传感器 声传感 双光束薄膜干涉 相位解调
1 武汉东湖学院 电子信息工程学院, 湖北 武汉 430212
2 武汉理工大学 光纤传感技术国家工程实验室, 湖北 武汉 430070
为了研制结构简单、成本低、可批量生产的微型光纤温度传感器, 分析了薄膜干涉型光纤温度传感器的原理, 选用ZrO2和Al2O3两种介质薄膜材料, 采用TFCalc膜系设计软件设计了薄膜干涉型光纤温度敏感探头的膜系, 由南光ZZS1100-8/G箱式真空镀膜系统采用电子束蒸发技术在普通多模光纤端面蒸镀介质薄膜, 形成法布里-珀罗(Fabry-Perot)薄膜干涉, 并搭建光纤温度传感测试系统, 测试结果表明: 在200~600 ℃范围内, 所设计的干涉型光纤温度传感器的测试光谱随温度变化产生一定的波长漂移, 且波长漂移的温度特性为线性, 线性相关系数为99.7%, 灵敏度为8.37×10-6/℃。基于法布里-珀罗干涉的薄膜型光纤温度传感器体积小, 成本低, 结构紧凑, 可批量生产, 适合安装位置狭小或对传感器集成化要求较高的场合。
光纤温度传感器 薄膜干涉 法布里-珀罗 波长漂移 optical fiber temperature sensor coating interference Fabry-Perot wavelength shift 红外与激光工程
2018, 47(1): 0122002
沈阳仪表科学研究院有限公司, 辽宁 沈阳 110043
基于薄膜干涉分光技术开发了多光谱图像采集分析系统样机,样机由分光滤光片、CCD相机、逻辑控制组件和计算机终端软件等组成,并在农产品检测、成分检测等方面开展了多光谱检测技术的实验研究。实验表明,多光谱成像系统能够进行高分辨率的光谱图像采集,并进行光谱重建和聚类等分析。在农产品检验中利用多光谱成像技术能够将霉变的黄豆与优质黄豆进行快速区分;在电解液浓度和成分检验中能够将不同浓度或不同成分的液体进行识别;在笔墨检验中能够将不同油墨的笔迹进行准确有效地判别。
薄膜干涉 带通滤光片 多波段 光谱成像 film interference band-pass filter multi-band spectral imaging
1 吉林大学电子科学与工程学院, 集成光电子学国家重点联合实验室, 吉林 长春130012
2 中国科学院 苏州生物医学工程技术研究所, 江苏 苏州215163
3 山东省科学院生物研究所 山东省生物传感器重点实验室, 山东 济南250014
4 浙江大学 现代光学仪器国家重点实验室, 浙江 杭州 310027
开发一种新型TiO2纳米线阵列干涉传感器。首先, 通过水热合成法在FTO导电玻璃表面制备了TiO2纳米线阵列薄膜。然后, 以此复合结构作为传感芯片, 利用Kretschmann 棱镜耦合结构, 构建了基于Kretschmann结构的波长调制型薄膜干涉传感器。最后, 以氯化钠水溶液为待测液体介质研究了该传感器对环境介质折射率的灵敏性能。结果表明: 该传感器对1333 5～1360 4范围内的折射率有很好的响应。TM模式下, 在0～3%与3～15%浓度范围内, 氯化钠浓度与该传感器的反射光强度分别呈现了良好的线性关系。TE模式下, 在0～3%浓度范围内, 氯化钠浓度与吸收强度存在良好的线性关系, 而波长基本不变; 而在3～15%浓度范围内, 随着氯化钠浓度的增加, 波长逐渐红移, 氯化钠浓度与波长也具有良好的线性关系。
薄膜干涉传感器 TiO2纳米线 Kretschmann结构 折射率 interferometric sensor TiO2 nanowire Kretschmann structure refractive index
1 上海理工大学光电学院,上海,200093
2 上海尼赛拉传感器有限公司,上海,200434
研究了薄膜干涉滤光片的单色性对生化仪和光谱分析仪实现高信噪比的重要性.通过对薄膜干涉滤光片单色性的数学分析,结合实际应用,设计和制作出的高信噪比薄膜干涉滤光片能完全符合生化检测的要求,能正确地反映出不同被检样品的特性.
高信噪比 单色性 薄膜干涉滤光片
西南交通大学计算机与通信工程学院光通信研究所,四川 成都 610031
基于薄膜干涉滤光片角度调谐的基本原理,提出并实现了一种线性调谐滤光器。利用步进电机控制薄膜干涉滤光片的入射角,通过优化机构装置参量,使步进电机旋转角成为线性控制变量。通过应用多层介质薄膜的膜系特征矩阵以及机构装置的几何关系,从理论上得到了滤光片的峰值波长随步进电机的旋转角之间的变化关系曲线,证明线性调谐滤光器具有可行性。设计了一个包括步进电机控制电路在内的实验装置,在1548～1561 nm的波长调谐范围内,取得了线性误差在±0.6 nm以下的实验结果。
光电子学 线性调谐滤光器 步进电机 薄膜干涉滤光片
