现代光学薄膜.doc

现代光学薄膜技术宽带反射膜的发展概况综述 曾勇平 23120121152897 光学工程为了提高锗基底的透过率和膜层的机械强度，潘永强、朱昌等人对锗基底上高性能的红外宽带减反射膜的设计与制备工作进行了研究，介绍了红外宽带减反射膜的膜料选择、膜系设计以及采用离子束辅助沉积高达99.5%以上，在设计波段范围内平均透过率大于97.5%，膜层附着性能好，光机性能稳定。这对于红外光学系统的应用具有十分重要的意义1。郝殿中、吴福全等人针对Wollaston棱镜中o、c光对应的基底折射率相差较大以及制作该晶体的冰洲石和许多薄膜材料间附着力较差的特点，为了提高镀膜材料和冰洲石基底的附着力以及提高棱镜的透过比，扩宽有效使用带宽，借助于计算机辅助设计方法，设计了高性能多层减反射膜系。选用合适的光学薄膜材料，利用电子束蒸镀，借助于离子源辅助蒸镀，制作了高性能的宽带减反射膜。测试结果表明：o光的平均剩余反射率小于1.0%，e光的平均剩余反射率小于0.5%，有效使用带宽在近红外大于200nm；薄膜和基底结合牢固，达到了设计要求，提升了棱镜的品质2。王小凤、王丹等人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450C入射条件下不同偏振态的等效折射率与等效相位厚度，采用等效层设计了光学性能良好的600900nm波段消偏振宽带减反射。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600900nm波段范围内，平均反射率小于1.38%，反射率的偏振度低于0.89%。另外，通过对其理论及实验光学性能、角度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射膜偏振效应的一种行之有效的方法3。苏现军、徐岩根据电视/红外双色制导的要求，研制了锗酸盐基底上的双波段宽带减反射膜。其膜系设计采用二氧化钛和二氧化硅分别作为高、低折射率膜料的13层膜堆，镀制的膜层满足环境稳定性标准。在0.560.75um波长范围内，双面镀膜后的平均透射率大于98%，单面平均剩余反射率不超过0.5%，在3.6um4.8um波长范围内，双面镀膜后的平均透过率至少达到85%，单面平均剩余反射率不超过1.5%4。参考文献1 潘永强 朱昌，锗基底711.5um高性能红外宽带减反射膜的研究J，应用光学2 郝殿中 吴福全，Wollaston棱镜宽带减反射膜的研制及测试J，光电子激光3 王小凤 王丹，利用等效层的消偏振宽带减反射膜设计J，光学学报 4 苏现军 徐岩，双波段宽带减反膜的研究J，光学技术设计过程报告点击FileNew Coating,出现下面对话框。点击OK，然后点击左上方菜单中的Modify下拉菜单中的Stack Formula，然后输入设计要求，出现下面对话框，点击Generate Layers。点击Modify菜单中的下拉菜单Targets Discrete，点击Options中的Generate Targets,得到下面对话框。 点击OK，得到下面对话框。点击Run中的Set Optimization Paraters,得到左下方对话框。点击Needle Parameters，输入所要求的条件，得到右下方对话框。 点击右上方对话框中的OK，再点击左上方对话框中的OK，然后点击Targets Discrete对话框中的OptionsAdd Color Target,输入设计要求参数（膜系在垂直观测时，反射膜色为绿色），得到下面对话框。其中对话框中的Target Color(x)设为0.278，Target Color（y）设为0.387.（0.278,0.387）是在左下图中的Color Chart对话框中选取，在Green区域选取最上方，最左方以及最下方三个临界点，经过对比发现，右下方的（0.278,0.387）是最符合要求的点。 点击Run中的Optimize Design，得到左下方对话框，点击Continue继续优化，得到右下方对话框中结果。 点击Results中的Show Plot，得到下面对话框，即优化后结果。通过Calculate Statistics (右下方对话框所示)分析我们可以看出，在400nm696nm波段的最大剩余反射率都低于设计要求的0.5%，而在696nm700nm波段的最大剩余反射率在0.5%0.6417%，稍稍高于设计要求的0.5%，平均反射率为0.1959%，小于设计要求的0.35%。 设计结果总结：本设计所采用薄膜材料为折射率为在300nm、350nm、400nm、450nm、500nm处分别为1.478、1.472、1.467、1.463的SiO2，以及折射率在380nm、425nm、450nm、475nm、500nm出分别为2.55、2.49、2.469、2.444、2.422的TiO2。基底材料：Glass（K9 玻璃），入射介质：Air，膜系在垂直观测时，反射膜色为绿色（所取color target为点（0.278,0.387），在Green区域内，符合要求），所得结果是在400nm696