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反射相移对小腔长可调谐Fabry-Perot滤波器滤波特性的影响

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红外与毫米波学报 2021年第1期40卷 44-49页

作者：丛蕊周晟陈刚蔡清元蒋林刘定权中国科学院上海技术物理研究所上海200083

为具备尽量宽的波长调谐范围,可调谐Fabry-Perot滤波器(TFPF)作为分光器件应用于高光谱遥感时其腔长必须很小。不同于传统Fabry-Perot干涉仪,当TFPF的腔长与谐振波长相当时,其反射镜上的反射相移不可忽略。本文基于传输矩阵方法,在宽光... 详细信息

为具备尽量宽的波长调谐范围,可调谐Fabry-Perot滤波器(TFPF)作为分光器件应用于高光谱遥感时其腔长必须很小。不同于传统Fabry-Perot干涉仪,当TFPF的腔长与谐振波长相当时,其反射镜上的反射相移不可忽略。本文基于传输矩阵方法,在宽光谱范围内对介质反射镜的反射相移和TFPF的滤波特性进行了数值计算。结果显示,考虑反射相移后TFPF表现出更高的光谱分辨率,并且波长调谐范围被压缩。研究成果对面向高光谱遥感应用的TFPF的结构设计和波长校准具有指导意义。

关键词：波长调谐范围可调谐Fabry-Perot滤波器高光谱遥感反射相移光谱分辨率

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用于海洋水色定量化遥感的光学薄膜技术

光学学报 2023年第24期43卷 12-20页

作者：蔡清元冯旗陈刚宋庆君黄小仙于天燕丁静李耀鹏刘保剑刘建强段微波刘定权中国科学院上海技术物理研究所上海200083 国家卫星海洋应用中心北京100081

以海洋一号C/D卫星中国水色水温扫描仪[COCTS (HY-1C/D)]的光学薄膜研制为例,介绍了海洋水色定量化遥感中应用的光学薄膜技术。在单片基片的不同通道区域依次镀制多块滤光膜以抑制杂散光的产生,充分研究了光束空间角频率分布带来的光谱... 详细信息

以海洋一号C/D卫星中国水色水温扫描仪[COCTS (HY-1C/D)]的光学薄膜研制为例,介绍了海洋水色定量化遥感中应用的光学薄膜技术。在单片基片的不同通道区域依次镀制多块滤光膜以抑制杂散光的产生,充分研究了光束空间角频率分布带来的光谱及偏振影响,实现了5%带宽的定位精度,将通道滤光膜对偏振灵敏度的影响降到0.3%以下,采用双离子束溅射工艺来保证膜层的可靠性和光谱性能。此外,通过光学薄膜元件的偏振调控设计以及元件间的偏振补偿,实现了系统偏振灵敏度达到国际先进水平,0°扫描角时的平均偏振灵敏度小于1%。光学薄膜技术的应用有效提升了海洋水色的定量化遥感质量,结合大气校正,COCTS (HY-1C/D)获得的水色产品数据量化精度与美国的中分辨率成像光谱仪(MODIS)和可见光红外成像辐射仪(VIIRS)相当。

关键词：海洋光学中国水色水温扫描仪定量化遥感光学薄膜多波段集成滤光片偏振灵敏度

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利用等效层的消偏振宽带减反膜设计

光学学报 2007年第3期27卷 563-566页

作者：马小凤王丹刘定权陈刚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 中国科学院上海光学精密机械研究所光学薄膜研发中心上海201800

分析了倾斜入射条件下导致光学薄膜产生偏振的原因,针对不同偏振态的等效导纳与等效相位进行了分析,并计算了对称膜层在45°入射条件下不同偏振态的等效折射率与等效相位厚度,采用等效层方法设计了光学性能良好的600～900 nm波段消偏振... 详细信息

分析了倾斜入射条件下导致光学薄膜产生偏振的原因,针对不同偏振态的等效导纳与等效相位进行了分析,并计算了对称膜层在45°入射条件下不同偏振态的等效折射率与等效相位厚度,采用等效层方法设计了光学性能良好的600～900 nm波段消偏振宽带减反膜。最后利用电子束蒸发技术制备了薄膜样品,样品的光谱性能完全能够满足使用要求。其中在600～900 nm波段范围内,平均反射率均小于1．38%,反射率的偏振度均低于0．89%。另外,通过对其理论及实验光学性能、角度敏感性、膜层厚度误差敏感性等方面的分析结果可知,对称膜层组合法是设计消除倾斜入射下宽带减反膜偏振效应的一种行之有效的方法。

关键词：光学薄膜消偏振等效层减反膜

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16通道微型集成滤光片制备技术的研究

红外与毫米波学报 2006年第4期25卷 287-290页

作者：林炳于天燕李大琪刘定权张凤山中国科学院上海技术物理研究所上海200083

多光谱成像光谱技术正在向光谱通道更多、集成度更高、体积小和重量更轻的方向发展,而用于分光的多通道滤光片是其关键光学元件,需要相应发展新型多光谱窄带集成滤光片制备技术.提出了组合刻蚀法布里-珀罗(F-P)滤光片间隔层的方法,将光... 详细信息

多光谱成像光谱技术正在向光谱通道更多、集成度更高、体积小和重量更轻的方向发展,而用于分光的多通道滤光片是其关键光学元件,需要相应发展新型多光谱窄带集成滤光片制备技术.提出了组合刻蚀法布里-珀罗(F-P)滤光片间隔层的方法,将光学薄膜制备技术,离子束刻蚀技术与掩膜法技术相结合,形成新的多通道集成滤光片的制备方法.并在单个微型基片上,成功制备了集成16通道窄带线阵滤光片,获得的单元滤光片几何线宽为0.7mm,相对半峰全宽优于1.0%,透射峰定位精度优于0.25%.这一方法不但可满足集成度更高的滤光器件的要求,而且拓展了薄膜制备的方法.

关键词：光学薄膜集成滤光片组合刻蚀法多通道滤光片微型滤光片

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中波红外8通道微型集成滤光片的研制

光子学报 2005年第9期34卷 1316-1319页

作者：林炳刘定权孔令方张凤山中国科学院上海技术物理研究所第八研究室上海200083

利用组合刻蚀法布里珀罗(F-P)干涉滤光片的谐振腔间隔层的方法,制备了集成在一个基片上的8通道中波红外(0λ=2.8μm)窄带滤光片,通道线宽为0.7 mm,光谱通道定位精度优于1%,各通道相对半峰宽为1%.此法有效提高了成品率,并可满足实现通道... 详细信息

利用组合刻蚀法布里珀罗(F-P)干涉滤光片的谐振腔间隔层的方法,制备了集成在一个基片上的8通道中波红外(0λ=2.8μm)窄带滤光片,通道线宽为0.7 mm,光谱通道定位精度优于1%,各通道相对半峰宽为1%.此法有效提高了成品率,并可满足实现通道数更多,集成度更高的滤光器件发展的需求.

关键词：光学薄膜集成滤光片多通道滤光器微型滤光片

InGaAs探测器片上集成滤光膜的微结构与性能

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中国激光 2012年第5期39卷 179-182页

作者：王云姬唐恒敬李雪段微波刘定权龚海梅中国科学院上海技术物理研究所传感技术国家重点实验室上海200083 中国科学院上海技术物理研究所红外成像材料和器件重点实验室上海200083

为了适应未来红外焦平面探测器系统小型化、集成化和高精度的发展要求,采用了热蒸发方法分别在InP衬底和InGaAs探测器上实现了中心波长为1.38μm滤光膜的片上集成。利用偏光显微镜、原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)以及红外傅... 详细信息

为了适应未来红外焦平面探测器系统小型化、集成化和高精度的发展要求,采用了热蒸发方法分别在InP衬底和InGaAs探测器上实现了中心波长为1.38μm滤光膜的片上集成。利用偏光显微镜、原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)以及红外傅里叶光谱(FTIR)等实验手段研究了滤光膜的表面界面形貌和光学性能,结果显示,滤光膜为法布里-珀罗三谐振腔结构,与膜系设计一致;滤光膜中心波长为1.38μm,透射率在60%左右。对集成滤光膜InGaAs器件的电学和光学性能测试分析表明,滤光膜制备工艺对器件的电流电压特性和噪声基本没有影响;而集成滤光膜器件的响应要优于滤光膜分离器件的性能。

关键词：探测器法布里-珀罗滤光膜热蒸发法三谐振腔

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可见/红外宽光谱分色片偏振调控的设计

光子学报 2011年第1期40卷 5-8页

作者：李大琪刘定权张凤山中国科学院上海技术物理研究所上海200083

针对光学系统中可见/红外宽光谱分色片的偏振特性,采用诱导透射法设计了满足偏振遥感光学系统能量要求的可见/红外宽光谱分色片,并对其偏振特性进行了分析.通过计算获得了透射带400~900 nm可见/红外宽光谱分色片的偏振情况,采用等效层... 详细信息

针对光学系统中可见/红外宽光谱分色片的偏振特性,采用诱导透射法设计了满足偏振遥感光学系统能量要求的可见/红外宽光谱分色片,并对其偏振特性进行了分析.通过计算获得了透射带400~900 nm可见/红外宽光谱分色片的偏振情况,采用等效层理论在其基底背面设计了偏振调控膜系,对分色片透射带的偏振度加以调控.使用needle优化算法,设定了不同优化目标,得到了三种不同的设计结果,在可见光波段的偏振度范围分别为0.013~0.0376、0.068~0.108和0.098~0.147.设计结果显示分色片透射带偏振特性在一定程度上可调,调控后可以满足系统对透射光在不同偏振度下的要求.

关键词：薄膜可见/红外宽光谱分色片对称等效层偏振调控

溅射条件对ZnS薄膜的光学常量和微结构的影响

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光子学报 2008年第12期37卷 2482-2485页

作者：赵培刘定权徐晓峰张凤山中国科学院上海技术物理研究所上海200083 东华大学理学院上海200051

为了研究制备条件对射频溅射ZnS薄膜光学常量和微结构的影响,在浮法玻璃上制备了不同溅射气压、溅射功率和溅射温度的ZnS薄膜,利用紫外可见近红外分光光度计在300～2500nm的波长范围内测量了薄膜的透射和反射光谱,并通过光谱拟和计算出... 详细信息

为了研究制备条件对射频溅射ZnS薄膜光学常量和微结构的影响,在浮法玻璃上制备了不同溅射气压、溅射功率和溅射温度的ZnS薄膜,利用紫外可见近红外分光光度计在300～2500nm的波长范围内测量了薄膜的透射和反射光谱,并通过光谱拟和计算出ZnS薄膜的光学常量以及禁带宽度.通过X射线衍射分析了薄膜的微结构随溅射温度的改变.研究结果表明,随着制备条件的不同,ZnS薄膜的光学常量和微结构会发生变化.

关键词：射频溅射 ZnS 光学常量微结构

双离子束溅射制备近红外窄带通滤光片的光谱和表面形貌

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光学学报 2020年第21期40卷 206-212页

作者：陈刚刘定权马冲王凯旋张莉高凌山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200031 中国科学院大学北京100049

为了观测大气层中的水汽含量以及CH4和CO2的浓度,在蓝宝石(Al2O3)基片上制备了两种窄带通滤光片,其中心波长分别为1375nm和1610nm,带宽分别为15nm和60nm,透过率均达到了95%。基于法布里-珀罗腔结构设计了带通滤光膜系,并对其进行了优化... 详细信息

为了观测大气层中的水汽含量以及CH4和CO2的浓度,在蓝宝石(Al2O3)基片上制备了两种窄带通滤光片,其中心波长分别为1375nm和1610nm,带宽分别为15nm和60nm,透过率均达到了95%。基于法布里-珀罗腔结构设计了带通滤光膜系,并对其进行了优化。与电子束蒸镀薄膜相比,采用双离子束溅射沉积方法制备的Nb2O5/SiO2滤光片薄膜,其表面质量明显改善,缺陷减少,表面粗糙度均方根降低到1nm以下,显著改善了与光电探测器光耦合时的不均匀性。

关键词：薄膜离子束溅射沉积窄带通滤光片表面形貌