基于非晶硅薄膜的微测辐射热计光学仿真和优化

基于非晶硅薄膜的非制冷微测辐射热计具有结构简单、易于大规模集成、工艺兼容以及良好探测性能等特点,在红外探测领域等受到关注。引入氮化钛薄膜作为新型红外吸收材料,通过光学导纳矩阵法,对基于非晶硅薄膜的微测辐射热计的红外吸收特性,进行了仿真和优化研究。结果表明,非晶硅微测辐射热计中,氮化钛/非晶硅复合薄膜具有良好的红外吸收性能。当非晶硅薄膜厚度为120 nm时,由氮化钛/非晶硅组成的膜系在8～14μm范围内具有96%左右的红外吸收率,其中氮化钛薄膜的最佳吸收厚度为32nm。     

高性能193nm反射膜的制备与误差分析

分析了膜厚控制误差对反射膜设计曲线的影响,发现高低折射率材料厚度反方向变化时(高折射率膜层厚度增加,低折射率膜层厚度减小),反射膜的反射率变化不明显,设计的膜系结构对这种膜厚变化方式的制造误差宽容.在此基础上制备了193nm反射膜,结果表明退火前光学损耗相对较大,实验结果与理论计算结果存在一定差距,并且散射损耗在总的光学损耗中所占比例很小,而吸收损耗占光学损耗的主要部分,起主导作用.退火后光学损耗明显下降,实验结果与理论计算结果更为接近,193nm反射膜的反射率达98%以上.散射损耗增加至接近吸收损耗的水平,不过在总的光学损耗中仍然占比较小的比例.说明当吸收损耗下降到一定程度时,散射损耗所起的作用也是不可忽视的.     

DWDM窄带滤光片膜层的误差分析与监控策略

为了提高密集波分复用(DWDM)薄膜窄带滤光片制备的成品率,讨论了用于DWDM薄膜窄带滤光片在镀制过程中的监控方法及误差,采用Monte Carlo允差分析原理分析用于DWDM窄带滤光片膜层的容差,以便选择更易制备的膜系;计算膜层的Mac leod极值灵敏度,得到所选膜系各个膜层的误差要求;模拟光学监控过程和计算膜层导纳,能够得到膜层制备过程中膜层之间膜厚的补偿关系。实验表明,据此制定的膜厚监控策略,对于DWDM窄带滤光片膜层的制备和保证成品率是非常关键的。     

基于反射光谱的单层抗反射膜的非在位膜厚精确控制

提出一种基于反射光谱分析的非在位膜厚控制技术,首先利用椭圆偏振光谱仪确定波长300～1 700 nm范围内的薄膜折射率,由此确定对应于特定波长(如1 550 nm)的最佳抗反射(AR)镀膜沉积条件。然后计算最佳AR镀膜厚度所对应的反射谱,得到相应的CIE标准色谱坐标。通过对比实测镀膜颜色和计算得到的最佳颜色,可以实现小尺寸器件端面上AR镀膜厚度的优化控制。利用这一方法,由等离子体增强化学气相沉积(PECVD)制备的SiNx单层AR镀膜,获得了4.4×10-4的反射率。     

薄膜偏振分光镜的优化设计与实验

采用矩阵法推导了规整膜系的等效导纳并计算出中心波长的反射率，重点分析了P偏振光的有效导纳与折射率之间的关系，说明了膜系对高、低折射率的灵敏度是不同的；给出了设计薄膜偏振分光镜需满足的公式组，突破了Mac Neille公式的限制；介绍了调节有效导纳值的膜层置换法，可有效抑制P光的反射峰。模拟与实验结果表明，在170 nm范围内，消光比大于1 000:1。     

多碱光电阴极膜厚对阴极灵敏度的影响研究

叙述了多碱光电阴极光谱反射的特点,测量了超二代微光像增强器多碱光电阴极的光谱反射曲线,分析了光谱响应曲线产生干涉加强峰和干涉减弱峰的原因,比较了不同膜层厚度多碱阴极光谱反射曲线的区别。根据能量守恒定律,利用实测的多碱光电阴极光谱反射率和光谱透过率,计算出多碱光电阴极的光谱吸收曲线,通过研究不同厚度多碱阴极的光谱吸收,发现多碱光电阴极膜层厚度加厚并不会提高其对所有波段光吸收率的特点。厚度增加只会增加短波和长波的光吸收率,但中波的光吸收率不会增加反而下降,这是由于受到光谱反射的影响。阴极膜层的厚度既影响光谱反射和光谱透过,又会影响光谱吸收,因此也影响多碱阴极的光谱响应,所以多碱光电阴极的膜层厚度是影响多碱光电阴极灵敏度的一个关键参数。实践证明,转移式技术制作的多碱光电阴极膜层厚度也存在一个最佳值,超过这一最佳厚度,阴极的灵敏度不增反降,这是因为红外光谱响应增加不多,但中波光谱响应下降很多。所以对转移式多碱光电阴极而言,实践证明当膜层厚度达到最佳厚度时,膜层呈现淡红色,在制作过程中要控制好阴极膜层的厚度,这样才可能获得较高的阴极灵敏度。     

非制冷氧化钒红外焦平面像元光学设计与试验验证

非制冷氧化钒红外焦平面像元光学设计旨在提高像元对红外辐射的吸收性能。由于非制冷红外探测器的工作波段通常在8~14?m范围内,要求像元在这个波段内具有较高的红外吸收率。采用光学导纳理论,进行像元微桥结构多层光学膜系优化设计。在器件工艺过程中,调节了桥面膜厚和高度,使桥面与Si衬底上金属反射层之间形成一个谐振腔结构。通过红外傅里叶反射光谱和相对光谱响应测试分析验证表明:像元微桥结构光学设计后,增强了非制冷探测器微桥结构像元在8~14?m波段的红外吸收率和相对光谱响应。     

空间光通信系统三波段滤光膜的研究

空间激光通信常采用干涉截止滤光膜对不同波段的光谱进行分光。着重介绍了近红外三波段光学滤光片的研究与制备。根据膜系设计理论,分别选择TiO2和SiO2作为高、低折射率材料,借助膜系设计软件设计优化了合理的膜系,实现了770～860nm及1530～1575nm光谱范围双波段的高透过和1615～1700nm波段的高反射。采用电子枪离子辅助沉积系统进行制备。优化工艺参数,通过调整补偿挡板使膜厚均匀性控制在3%以内。虽然制备膜层较厚,但经检测其光学性能、机械性能及耐环境能力均满足使用要求。用轮廓仪检测所制备膜层的面形,其峰谷值变化达到预期要求。     

Ag纳米粒子等离子体共振增强太阳能电池吸收

针对薄膜太阳能电池硅薄膜层吸收效率较低的问题,提出了运用金属纳米粒子局域表面等离子体共振(LSPR)增强太阳能电池的吸收效率,采用时域有限差分(FDTD)法,模拟计算了太阳能电池中不同厚度的硅薄膜层吸收特性,分析了不同几何参数的矩形Ag纳米粒子与Ag背反射膜对增强太阳能电池吸收效率的影响作用。计算结果表明,硅薄膜层厚度为500nm的太阳能电池具有较高的吸收效率,通过调整Ag纳米粒子的相关参数,有效地降低了太阳电池硅薄膜表面的反射损耗,取得最大吸收增强因子为1.35。Ag背反射膜有效地降低了Ag纳米粒子硅薄膜结构的透射损耗,其最大的吸收增强因子达到1.42。     

国外光器件加工工艺现状及其发展动向(下)

二、光学镀膜工艺光器件制造过程中,常常要镀制各种光学薄膜,如增透膜(减反射膜)、反射膜(金属反射膜、多层介质膜)、析光膜、分光膜、干涉滤光膜等等。因此,光学薄膜的镀制是光器件制造的重要工艺之一。     

光系统的演变——无处不在的光

迅速发展的光网络系统提供了日益强大的传输能力,尤为重要的是,光放大器和波分复用（WDM）技术的出现,不仅强化了光在网络中的地位,而且将其作用逐步扩大到网络边缘。朗讯科技正在着手实现包括软件控制的光波长增/减多路复用器在内的多点WDM环路系统的商业化,并将于近期推出大型光交叉连接。随着光纤价格的不断下降以及企业与家庭用户对带宽需求的持续增长,光纤系统将逐步从核心网和城域网扩展到接入网。     

中国光通信发展之路

本文从技术的角度回顾了中国光通信事业发展走过的道路，目前光通信发展的状况，然后结合国际光通信技术的发展动态，展望了下一步的发展趋势，最后提出进一步发展值得考虑的几个问题。     

中国光纤通信技术的研究、应用和发展

主要从光纤光缆、光器件与组件、光传输设备与系统、光网络建设等方面论述光纤通信技术在我国的研究、应用发展历程，并对我国光纤通信技术的未来发展进行展望。     

光纤放大器及其在光通信中的重要作用

简述了稀土掺杂光纤的特性，以及三能级光纤激光放大的基本原理。介绍了处于光通信第三窗口１．５５μｍ的铒光纤放大器和目前实用波段１．３μｍ光纤放大顺，以及光绗放大器在光孤子通信中的补偿作用。最后在光纤放大器的基础上讨论产生超短冲和红外辐射的几种新型纤激光器。     

一种新颖的光通信方式-光频多路复用载波通信

本文根据某些文献报导,首先将光频多路复用(OFDM)载波通信与波分复用(WDM)和相干光通信作了简单的比较,然后对其工作原理和解复用的关键器件——光纤法布里-珀罗(OFFP)调谐滤波器作了说明,最后以两个实验网络阐明其实现过程,指出所具有的通信潜力和广泛的应用前景。     

CATV信号对AM—VSB光纤传输设备的要求

AM-VSB光纤网络要保证高质量的图像传输,必须达到规定的噪声和失真要求。本文主要讨论了光纤的色散、光发射机、光放大器、光接收机的性能优化和在光纤网络中的使用要求,以及在CATV传输网络设计中应注意的问题。     

光通信概述

对光频电磁波在通信领域的应用作了较为系统的阐述。首先，列出了光通信技术包括的光纤通信和光自由空间通信两大内容；接着，介绍了石英玻璃和塑料光纤通信、光大气通信、光星际通信线路以及水下光通信；最后，指出信息社会的技术基础将是光子与电子技术结合而形成的光电子技术。     

光传输国内标准概貌

文章在概述国内光传输标准发展情况的基础上,分类介绍了光传输技术(PDH、SDH、WDM和光联网)、光纤光缆和光器件等方面的标准及其应用情况。     

当前全球光通信市场特点和趋势

全球光通信市场在经历了世纪之交的空前增长和随之而来的大萧条之后。近几年出现了恢复性增长的态势，但市场增长还十分有限，在光纤光缆方面，中日美三国占据了半壁江山，美国的长连干线已经过剩，中国仍在进行干线建设，日本则进入了本地网的建设，光网设备主要要注意下一代SDH设备的增长潜力和城域WDM光网络设备的增长，在某些国家和地区已经形成增长点。另外，光部件市场由于市场分散、人力成本高、开工率低和价格竞争激烈等原因．仍难摆脱困境。     

光纤产品市场的新发展

电信网的变革促成光纤产品市场新一轮的大发展。非零色散位移单模光纤大量使用;全球光连接器和光缆组件市场到２００３年将增加到３８亿美元,双向／多纤连接器成为最快的增长点;而光纤拉曼放大器已成为开发热点,以用于１０Ｇｂｉｔ／ｓ、４０Ｇｂｉｔ／ｓ的高速光纤网。本文最后介绍了北美、中国和俄罗斯光产品需求和生产市场的特点。