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低偏振超宽光谱分色膜设计与制备

红外与毫米波学报 2024年第3期43卷 406-412页

作者：于天燕秦杨蒋林段微波刘定权上海市光学薄膜与光谱调控重点实验室上海200083 中国科学院上海技术物理研究所上海200083

可见/红外超宽光谱分色片是星载中分辨率光谱成像仪Ⅲ型光学系统中的重要光学薄膜器件。利用诱导透射原理,采用金属-介质膜系结构加非对称等效导纳匹配层,实现了45°入射时0.4~1.05μm光谱高效透射,1.35~13μm波段光谱高效反射,从而将... 详细信息

可见/红外超宽光谱分色片是星载中分辨率光谱成像仪Ⅲ型光学系统中的重要光学薄膜器件。利用诱导透射原理,采用金属-介质膜系结构加非对称等效导纳匹配层,实现了45°入射时0.4~1.05μm光谱高效透射,1.35~13μm波段光谱高效反射,从而将入射光束分配到不同的光路。同时通过消偏振控制设计,获得了可见近红外波段低偏振灵敏度(LPS)。所研制的分色片可见近红外波段平均透射率大于85%,LPS小于4%;短波及长波红外波段平均反射率大于90%。

关键词：光学薄膜超宽光谱分色片诱导透射偏振灵敏度

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绿光波段60 pm超窄带滤光片的研制

中国光学 2022年第1期15卷 119-131页

作者：王凯旋陈刚刘定权马冲张秋玉中国科学院上海技术物理研究所上海200083 上海科技大学物质学院上海201210 中国科学院大学北京100049

波长为532 nm的绿色激光在大气层中有较强的穿透能力,可用于自由空间光通信和激光三维测绘,为了抑制背景光的干扰,需要半功率带宽小于100 pm的光谱滤波器。因此,设计并研制了基于光学干涉薄膜的超窄带滤光片。将五氧化二钽(Ta_(2)O_(5)... 详细信息

波长为532 nm的绿色激光在大气层中有较强的穿透能力,可用于自由空间光通信和激光三维测绘,为了抑制背景光的干扰,需要半功率带宽小于100 pm的光谱滤波器。因此,设计并研制了基于光学干涉薄膜的超窄带滤光片。将五氧化二钽(Ta_(2)O_(5))和二氧化硅(SiO_(2))分别作为高低折射率膜层材料,将熔石英作为基片,采用双离子束溅射沉积方法制备出所设计的光学薄膜。利用可调谐激光器和功率计测量滤光片的透射光谱,其半功率带宽为(60±2)pm,透过率达到62.6%。

关键词：光学薄膜薄膜滤光片皮米带宽绿光波段空间激光测绘

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空间分束法消除椭偏测量背反误差

光学学报 2013年第4期33卷 304-308页

作者：周明陈刚刘定权中国科学院上海技术物理研究所上海200083

在探索空间分束法消除椭偏测试中背反杂光干扰的过程中,发现该方案能够使光束在待测样品前表面聚焦,后表面发散,发散的背反光将无法进入到探测器中,从而消除背反光的影响。选用石英玻璃和氧化铌单层膜为实验样品,分为3组,分别采用直接... 详细信息

在探索空间分束法消除椭偏测试中背反杂光干扰的过程中,发现该方案能够使光束在待测样品前表面聚焦,后表面发散,发散的背反光将无法进入到探测器中,从而消除背反光的影响。选用石英玻璃和氧化铌单层膜为实验样品,分为3组,分别采用直接测量、背部打磨和空间分束三种测量模式。实验结果表明,样品未经处理情况下,不同角度直接测量得到石英玻璃折射率值差别较大,经过背部打磨后不同角度下得到石英玻璃折射率趋向一致,而采用空间光学分束处理后,石英玻璃折射率在不同角度下测试获得相同的数据。最后采用空间分束法对氧化铌单层膜进行椭偏测量,获得了较好的拟合数据。

关键词：薄膜背反椭偏法光学常数

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中短波红外双带通低温滤光片的设计与制备

红外与激光工程 2022年第9期51卷 148-156页

作者：周晟刘定权王凯旋李耀鹏胡金超王曙光朱浩翔中国科学院上海技术物理研究所上海200083 上海科技大学物质科学与技术学院上海200031 中国科学院大学北京100049

双带通滤光片可以在元件的任意一个几何位置上同时透过两个光谱通道,从而实现双光谱通道的同时探测。文中研制了一种在100 K低温下使用的短波和中波红外双带通滤光片,选用Ge和SiO分别作为高低折射率膜层,在蓝宝石(AlO)基片上设计了具有F... 详细信息

双带通滤光片可以在元件的任意一个几何位置上同时透过两个光谱通道,从而实现双光谱通道的同时探测。文中研制了一种在100 K低温下使用的短波和中波红外双带通滤光片,选用Ge和SiO分别作为高低折射率膜层,在蓝宝石(AlO)基片上设计了具有Fabre-Perot(F-P)结构的短波通道滤光膜系和中波通道滤光膜系,它们在另一通带位置兼具增透能力,组合形成了包含短波通道(2.60~2.85μm)和中波通道(4.10~4.40μm)的双带通滤光片。Ge和SiO薄膜分别以电子束和电阻热蒸发的方式在高真空环境中完成沉积。测试结果显示,在100 K低温下,短波和中波通道的平均透射率分别达到91.2%和87.7%,顶部波纹幅度分别为2.1%和3.8%,波长3.00~3.95μm光谱区域内的截止深度低于0.1%。该双带通滤光片在低温下的光学性能满足光学成像仪器的光谱应用要求,有利于更加精确的红外遥感和探测。

关键词：光学薄膜双带通滤光片低温光谱红外

基于组合Fabry-Perot膜系的中波红外双色滤光片设计

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光学学报 2016年第2期36卷 195-202页

作者：蔡渊周晟刘定权中国科学院上海技术物理研究所上海200083 中国科学院大学北京100049 上海科技大学物质学院上海200031

双色滤光片的膜系设计方法有多种，如自动优化设计、缓冲层和组合膜系设计、加厚间隔层的Fabry-Perot（F-P）膜系、双峰结构F-P膜系的多次重复，以及具有分形结构的F-P膜系设计等方法。但它们在特定通道带宽和通道间距要求的膜系设计中... 详细信息

双色滤光片的膜系设计方法有多种，如自动优化设计、缓冲层和组合膜系设计、加厚间隔层的Fabry-Perot（F-P）膜系、双峰结构F-P膜系的多次重复，以及具有分形结构的F-P膜系设计等方法。但它们在特定通道带宽和通道间距要求的膜系设计中，或者在膜系的工艺可实施性方面存在一定的局限性。运用目标光谱拟合优化后的两个具有增透带的F-P膜系相组合的设计方法，有效解决了较宽通道带宽和较大通道间距的双色滤光片的设计问题。采用Ge和SiO两种材料，利用有限的38层薄膜，在中波红外波段设计出了波形良好的双色滤光片，其两个通道的相对带宽均为9％，两个通道中心波长位置比可以在1．4～5．0的范围内进行调整，通带边缘陡度不大于2．0％。这种膜系结构的双色滤光片具有通带宽度和位置方便调控的特点，并有较强的可实施性。

关键词：光学设计光学薄膜双色滤光片膜系设计法布里-珀罗滤光片红外滤光片

3.5～4.0μm低温光谱带通滤光片的设计与研制

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中国激光 2012年第1期39卷 152-156页

作者：蔡渊刘定权罗海瀚中国科学院上海技术物理研究所上海200083

新一代气象卫星对红外带通滤光片的光谱控制提出了很高的要求:滤光片在工作温度(92K)下的光谱曲线被严格限定在一个由内、外框组成的区域之内。分别采用Ge和SiO作为高低折射率膜层材料,设计了含有4个谐振腔的带通膜系来提升通带边缘的陡... 详细信息

新一代气象卫星对红外带通滤光片的光谱控制提出了很高的要求:滤光片在工作温度(92K)下的光谱曲线被严格限定在一个由内、外框组成的区域之内。分别采用Ge和SiO作为高低折射率膜层材料,设计了含有4个谐振腔的带通膜系来提升通带边缘的陡度;对带通膜系中反射膜层的光学厚度进行了优化调整,压缩了通带内的波纹;根据膜层材料的折射率-温度变化特性,设计出了低温条件下符合光谱要求的带通滤光片。采用真空蒸发和光学极值监控的方法,研制出了92K低温下符合内、外框限制要求的带通滤光片,其通带内的峰值透射率达到93.2%,平均透射率达到91%,波纹幅度控制在5.2%以内。

关键词：薄膜光学薄膜带通滤光片低温光谱中波红外

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红外/可见光宽带分色片设计与制备

红外与毫米波学报 2004年第5期23卷 393-395页

作者：林炳于天燕刘定权张凤山中国科学院上海技术物理研究所光学薄膜与材料研究室上海200083

红外、可见光分色片对成像光谱技术起着至关重要的作用 ,应用诱导增透概念设计宽光谱分色片 ,并在薄膜制备过程中 ,采用了光学控制结合晶体振荡控制的方法获得了符合实用要求的红外 /可见分色片 ,其 4 0 0nm～ 90 0nm范围 4 5度入射光... 详细信息

红外、可见光分色片对成像光谱技术起着至关重要的作用 ,应用诱导增透概念设计宽光谱分色片 ,并在薄膜制备过程中 ,采用了光学控制结合晶体振荡控制的方法获得了符合实用要求的红外 /可见分色片 ,其 4 0 0nm～ 90 0nm范围 4 5度入射光透过率大于 80 % ,在 132 5nm～ 130 0 0nm平均反射率大于 90 % ,其光谱特性在已报道过的同类分色片中位于前沿 .

关键词：分色片红外入射光光透过率薄膜制备晶体光谱宽带同类可见光

沉积温度对硫化锌(ZnS)薄膜的结晶和光学特性影响研究

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物理学报 2013年第21期62卷 206-210页

作者：于天燕秦杨刘定权中国科学院上海技术物理研究所光学薄膜与材料研究室上海200083

对不同温度下沉积的ZnS薄膜的结晶情况和光学特性进行了研究,结果表明:沉积温度对ZnS薄膜的物理和光学特性有较大影响,不同的温度沉积的ZnS薄膜具有不同的择优取向,牢固度也大不相同;不同沉积温度下,ZnS薄膜的光学常数也不尽相同.温度为... 详细信息

对不同温度下沉积的ZnS薄膜的结晶情况和光学特性进行了研究,结果表明:沉积温度对ZnS薄膜的物理和光学特性有较大影响,不同的温度沉积的ZnS薄膜具有不同的择优取向,牢固度也大不相同;不同沉积温度下,ZnS薄膜的光学常数也不尽相同.温度为115℃和155℃时,ZnS薄膜的物理性能和光学性能较差,不适合空间用光学薄膜的研制使用.而190℃和230℃沉积温度下所得薄膜具有较好的物理和光学性能,适合于不同要求的空间用薄膜器件的研制使用.

关键词：硫化锌薄膜沉积温度表面形貌光学常数

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沉积工艺对YbF_3薄膜可靠性的影响

光学学报 2018年第7期38卷 377-382页

作者：冯毅东于天燕刘定权中国科学院上海技术物理研究所上海200083 中国科学院大学北京100049

从沉积方式、薄膜厚度、沉积温度和离子束能量四个方面,研究了沉积工艺对氟化镱(YbF3)薄膜可靠性的影响。研究结果表明,相较于电阻加热蒸发方式,用电子束加热蒸发得到的YbF3薄膜,其致密性更好,水汽吸收更少;薄膜太厚或沉积温度太高会加... 详细信息

从沉积方式、薄膜厚度、沉积温度和离子束能量四个方面,研究了沉积工艺对氟化镱(YbF3)薄膜可靠性的影响。研究结果表明,相较于电阻加热蒸发方式,用电子束加热蒸发得到的YbF3薄膜,其致密性更好,水汽吸收更少;薄膜太厚或沉积温度太高会加大YbF3薄膜的应力,使薄膜表面出现裂痕,甚至使薄膜脱落;离子束辅助沉积可以增加YbF3薄膜的附着力,改善薄膜的表面质量;随着离子束能量的增加,薄膜的应力先增大后减小。根据以上研究结果得出YbF3薄膜的最佳沉积工艺,并研制出具有良好光谱性能和高可靠性的宽光谱增透膜。

关键词：薄膜氟化镱可靠性离子束辅助沉积应力附着力