30.4 nm正入射成像系统滤光片

多层膜反射镜是30.4 nm正入射望远镜的主要反射元件,但它在紫外、可见和近红外光波段也具有很高的反射率,需要滤光片来消除这些长波辐射,而滤光片材料和膜层厚度对滤光片的性能起重要作用.根据原子散射因子,理论计算出几种材料波长和线性吸收系数之间的关系,确认铝是30.4 nm波段滤光片的最好材料.在考虑透过率和膜强度的基础上,确定了滤光片的膜层厚度.改进了现有的由Mcpherson 247掠入射软X射线-真空紫外单色仪和气体空心阴极光源组成的光谱测量装置,使其适合于透过率的测量,其波长扫描精度为±0.017～±0.097 nm,对所制备的铝滤光片进行25.6～1 000 nm波段的透过率测量,测量结果显示其在30.4 nm 处的透过率为58.85%.为了比较全面地反映该种滤光片的透过率情况,又测量了它在紫外、可见和近红外波段的透过率,其值接近零,证明了该滤光片可满足30.4 nm成像系统的需要.     

金属和介质组合的双半波滤光片的设计和制备

前言用一层金属膜代替全介质双半波滤光片中两间隔层之间的反射膜,组成了介质多层膜|间隔层|金属膜|间隔层|介质多层膜这样的混合结构。这种组合的滤光片中,介质多层膜和间隔层实质上是金属膜的减反射膜,使金属膜对于中心波长λ_0的反射率减至接近于零。因而波长λ_0的透射率可增至80％左右,同时这组减反射膜对波长变化很敏感,稍一偏离中心波长,其减反射特性就减退,使透射率下降,这样使形成了一通带轮廓,在通带的两侧,多层介质膜系增进了金属膜的反射率,因此仍然保持着金属膜的宽反射区。理论计算表明,中心波长的位置,主要决定于两间隔层的厚度,两间隔层厚度的一致性对滤光片的峰值透射率,通带形状和半宽度有     

30.4nm正入射成像系统滤光片的研究

多层膜反射镜在30.4nm正入射望远镜上是主要的反射元件,但是它在紫外、可见和近红外光波段也同样有很高的反射率,因此需要滤光片来消除这些长波辐射。选择合适的滤光片材料和膜层厚度对滤光片的性能起到重要的作用。本文根据原子散射因子,理论计算出几种材料波长和线性吸收系数之间的关系,确认铝是30.4 nm波段滤光片的最好材料;考虑到透过率和膜的强度的需要,确定了滤光片的膜层厚度。改进了现有的由Mcpherson 247掠入射软X射线-真空紫外单色仪和气体空心阴极光源组成的光谱测量装置,使其适合于透过率的测量,并且波长扫描精度为±0.17Å~±0.97Å,又用其对所制备的铝滤光片进行25.6 nm～1000 nm波段的透过率测量,测量结果显示它在30.4 nm 处的透过率为58.85%。为了比较全面地反映它的透过率情况,又测量了它在紫外、可见和近红外波段透过率,测量的透过率接近零,因此证明该滤光片满足30.4 nm成像系统的需要。     

17.1 nm极紫外滤光片的制备

为了预警空间天气，需对日地空间物理过程进行监测，极紫外（Extreme Ultraviolet, EUV）滤光片是极紫外成像仪其中的重要组成部分，用来去除太阳辐射光谱中的非工作波段的辐射。为了优化EUV滤光片在17.1 nm波长处的透过率，本文基于比尔-朗伯定律通过理论计算和软件模拟确定17.1 nm EUV滤光片的材料及厚度。首先，采用真空热蒸发的方式在熔石英基底沉积脱膜层和金属薄膜，成功制备了以镍网为支撑的EUV滤光片。经测试，滤光片在17.1 nm处的透过率约为43.81%，表面光滑平整且无明显针孔。接下来为了说明氧化层对透过率的影响，使用椭圆偏振光谱仪测量滤光膜样品，得到放置不同时间的氧化层膜厚，并测得粗糙度来优化模拟滤光片透过率。利用IMD拟合样品氧化层厚度及粗糙度，调整层厚达到与实际测量值最为接近的曲线。实验结果表明滤光片透过率的模拟值与测量值绝对误差约1%，符合良好。本文为17.1 nm EUV滤光片提供了制备方法以及优化思路，在空间探测领域有重要应用价值。     

应力变化对多层薄膜窄带滤光片透射光谱的影响

利用薄膜应力公式和弹性力学的小挠度弯曲理论分析了在应力变化情况下,多层薄膜应变与膜厚变化的关系,并建立其数学模型,提出多层薄膜各层厚度变化的不均匀性理论.利用这个模型在应力减小200MPa条件下对138层4腔的100GHz滤光片光谱进行了模拟,与设计值比较发现中心波长增加了0.562nm;0.5dB处的带宽比设计值减小0.124nm;25dB处的带宽比设计值减小0.01nm;谱线矩形化变差;插损也有明显的增加.说明了应力变化引起的光学薄膜厚度变化的不均匀性是引起这种窄带干涉滤光片光谱退化的主要原因之一.实验结果为100GHz的窄带滤光片热处理后中心波长增加0.325nm;0.5dB处带宽减少0.01nm;20dB处带宽增加0.014nm;插损增加,谱线通带变形严重,纹波增大,光谱退化了.实验结果与理论分析一致.     

干涉滤光片特性的膜厚修正法

当前,多层膜干涉滤光片的制备已达到相当高的水平。因而,随着彩色电视、电影和照相技术等的发展,这类滤光片获得了广泛的应用,同时对滤光片的性能提出越来越严格的要求。从现有镀膜工艺水平出发,膜系计算与制备工艺密切结合,计算出令人满意的干涉滤光片膜系,并且根据实验曲线分析制备工艺中的厚度控制误差,这是我们感兴趣的问题。     

陷波滤光片的类褶皱设计

针对当前陷波滤光片设计方法中,因需要大量薄层和折射率连续渐变而导致的制作难度较高的问题,介绍了一种陷波滤光片的类褶皱膜系设计方法。此方法中,每层薄膜的层内折射率不变,层间折射率呈离散型渐变,每层为1个光学厚度,膜系模拟计算的光谱很好,并可降低制造工艺难度。给出了膜系的基本结构形式,并分析了其中各参数对陷波滤光片光谱的影响,指出了参数变化对光谱影响的基本规律。通过对典型膜系设计,模拟分析了膜厚偏差和折射率偏差对光谱的影响。结果表明,膜系对膜厚偏差更加敏感,为膜系镀制工艺中的误差控制提供了理论依据。     

用微处理机对介质膜光学厚度“返转点”监控法的高精度改进

本文简要地叙述了控制介质膜光学厚度的各种返转点监控法且指出了它们的缺点,同时介绍了一种新的十分精确地停止光学厚度为四分之一波长整倍数的介质膜层淀积的方法。并用两种方法镀制了窄带干涉滤光片,以峰值波长的重复性,对比了人工操作控制和微处理机自动控制系统的控制精度。     

基于等效层理论的薄膜滤光片中心波长消偏振膜系设计

针对薄膜滤光片倾斜入射时产生的偏振光中心波长分离现象和偏振相关损耗,本文利用等效层理论设计了倾斜入射下中心波长消偏振的100GHz信道间隔滤光片膜系结构,实现了薄膜滤光片的角度和波长调谐。首先通过相位关系分析,计算了滤光片间隔层的消偏振等效折射率,实现了不同偏振光中心波长的对准。然后,根据等效层理论,设计三层对称膜层结构实现了对间隔层中心波长消偏振等效折射率的替换。与原有的五层规整低偏振薄膜滤光片相比,本文提出的膜系结构更为简单,对消偏振等效折射率的替换更为精确。仿真和实验结果表明:该膜系结构的薄膜滤光片能实现0~20°倾斜入射的偏振光中心波长对准,偏振光波长偏离度小于0.03nm,波长调谐范围能达到35nm。     

NiC/Ti中子多层膜的微结构和界面研究

NiC/Ti中子超镜是一种高性能的中子多层膜光学元件,是提升中子导管、聚焦装置等中子光学系统的中子利用率的关键之一。为了提升NiC/Ti中子超镜的性能,本文面向具有不同厚度NiC膜层的NiC/Ti多层膜,分别采用X射线掠入射反射和X射线衍射的方法表征了NiC/Ti多层膜的膜层厚度、界面粗糙度和膜层晶向结构。研究结果表明:随着NiC膜层厚度的增长,除了在较小尺度(≤2.5nm),NiC-on-Ti界面的粗糙度基本保持不变;而Ti-on-NiC界面的粗糙度却呈现出较大的变化。具有不同厚度的NiC膜层的NiC/Ti多层膜的界面粗糙度呈现不对称性的变化,主要原因在于NiC膜层的微结构随着膜层厚度的增长而产生了变化。     

膜厚均匀性函数的分析

为了解决膜层层数在一百多层以上的膜系在镀制过程中所必然存在的膜厚均匀性问题,定义了一个与镀膜机的结构参数、工艺参数以及基片几何参数均有关系的均匀性函数。以APS1104镀膜机为实验对象,针对多腔窄带滤光片膜系,根据此函数分析了镀膜机镀制较多层数薄膜时,其膜层厚度沿基片径向的变化规律,确定了影响膜厚均匀性的多种因素,解释了镀制多腔窄带滤光片薄膜成品率低的原因。实验结果证实了分析的正确性。     

用于真空紫外的特殊膜层

近年来,由于在空间研究、激光聚变、光化学和分析化学方面应用的需要,人们对真空紫外光学膜层更为关注。并已研制出一些高效膜层以满足其需要。在1200～2000 区,对材料的限制较可见及红外区更为严格,使得宽带反射器的平均反射率不超过80～85％。1973年首次出现的用于真空紫外的多层电解质膜新技术,使得激光反射器在1460 处具有高达95％的反射率。已研制出的在某一光谱区具有最大反射率、而在另一光谱区具有高透射率的分色镀层,用于长波激光器在紫外区激发,紫外激光谱线的拉曼频移和产生紫外谐波。已制造出超窄带干涉滤光片,多层分色反射滤光片和中性密度滤光片以满足火箭光谱学方面的应用,因为透镜和激光光学件镀有高效紫外AR膜层。本文简要介绍了目前商用紫外膜层技术及其特殊应用及对应于波长的反射与透射曲线,介绍了测试装置与方法。     

FY-2气象卫星扫描辐射计可见-近红外窗口滤光片的研制

FY-2气象卫星扫描辐射计可见—近红外窗口滤光片用来获取白天可见光和夜间近红外云图。介绍了窗口滤光片的设计和优化过程;材料的选择和匹配方案;膜层厚度的监控技术;真空室内不同位置基片均匀性的调整方法;滤光片光谱曲线和抗环境性能的测试和分析过程等。经光谱测试和环境可靠性实验表明,研制的该可见—近红外窗口滤光片满足空间工程的使用要求。     

真空镀膜的压电石英任意厚度控制及工艺

引言在真空镀膜中采用压电石英控制薄膜厚度,可以达到精度高、重复性好,还能实现任意膜层厚度的控制.曾利用此方法制备了相位滤频片,紫外窄带干涉滤光片,1.06μ消反射、高反射和具有特定反射率等膜系.还曾应用于有机化学材料(乙基含氢硅油)的薄膜厚度控制.     

具有完善光学特性的稳定的窄带干涉滤光片

本文叙述了在可见光谱范围内,有相对通带为0.002～0.003、最大透过率为75～80％和背景小于0.1％的稳定的耐热干涉滤光片,它是用阴极溅射的方法采用钛和硅的氧化物混合膜层时制得的。     

Ti6A14V合金厚膜阳极氧化工艺研究

本文采用直流稳压电源,选用酸性电解液,在Ti6A14V钛合金表面制备阳极氧化膜层,应用金相显微镜和扫描电子显微镜分析氧化膜层显微组织和形貌特征,利用X衍射仪分析膜层结构成分。结果表明:钛合金氧化膜厚达20～40微米,膜层致密均匀,膜层表面呈凹形多孔状,膜层主要成分为金红石结构TiO2,氧化膜的厚度和致密性随电压和时间变化而变化。     

导纳轨迹图解方法在诱导透射滤光片设计中的应用

诱导透射滤光片设计中,金属层厚度的选择是很重要的环节。应用导纳轨迹图解方法,可以确定能诱导出滤光片最大透射率的金属层厚度。与用势透射率概念设计方法相比,采用该方法确定的金属层厚度,可使所设计制作的诱导透射滤光片的峰值透射率更高。实际设计中,可以以此厚度为基础进行调整,使膜系满足设计要求。     

红外地球敏感器用高截止度宽带红外滤光片研制

高截止度宽带红外滤光片是新型红外地球敏感器的关键件之一。介绍了高截止度宽带红外滤光片的设计方法和镀膜的工艺技术 ,给出了膜系设计和研制的结果 ,并与国内外同类滤光片的光学特性进行了比较 ,试验表明这种红外滤光片的膜系设计是成功的     

红外地球敏感器用高截止度宽带红外滤光片研制

高截止度宽带红外滤光片是新型红外地球敏感器的关键件之一.介绍了高截止度宽带红外滤光片的设计方法和镀膜的工艺技术,给出了膜系设计和研制的结果,并与国内外同类滤光片的光学特性进行了比较,试验表明这种红外滤光片的膜系设计是成功的.     

光学干涉膜截止滤光片

光学干涉膜截止滤光片,在各种光学仪器中有着广泛的应用。例如彩色电视摄象机中二向分色镜,光谱仪器中抑制衍射光栅非工作级次的光谱等等。本文介绍的是根据“等效层”概念进行零级近似选择和“最佳化”设计的思想,给出了许多实用化的设计结果。“等效层”方法,是指每一组对称的多层膜系都可以等效成一个具有等效折射率N_E 和等效厚度Γ_E 的单层膜。N_E 与Γ_E 均与相对波长λ_0/λ发生联系。对于0.5BHB……BH0.5B 和0.5HBH……HB0.5H 两种类型的膜系来说,其抑