Φ25mm火炮身管直线度光电测量方法

基于激光准直和光电探测原理与技术,并借鉴象限探测法、精密机械、伺服控制技术和计算机技术研制了一种用于Φ25mm火炮身管直线度的光电测量系统.给出了系统的总体结构,对系统的测量原理进行了理论分析,得到了身管直线度的计算公式,建立了解决光电靶偏心的数学模型.并将测量系统应用于长1.15m的Φ25mm精加工孔标准件进行两组采样,每组采样步长为100mm.实测的结果表明:测量系统分辨率可以达到0.005mm,测量误差小于0.015mm,重复性测量精度优于±0.009mm,说明测量方法是可行的.     

高亮度半导体激光器腔面膜的研究

要降低半导体激光器阈值电流密度和提高外微分量子效率,其中采取的主要方法之一是在发光芯片的两个端面选取适当的能量反射比。根据光学薄膜的设计理论,优化膜系结构,并采用电子束离子辅助蒸发技术,选取合适的薄膜材料,在条宽100 μm,腔长1 mm的850 nm半导体激光器发光芯片的两个端面沉积光学介质膜。其作用不仅获得一定的光谱特性,而且可以使发光腔面钝化。经过反复实验优化薄膜沉积的工艺参量,可以减少膜层材料的吸收,提高膜层的激光损伤阈值。经测试采用此方法制作出的高亮度半导体激光器使用寿命明显提高,发光芯片的输出功率可达3.7 W,与未镀膜的器件相比功率提高了2.8～3.1倍。     

850nm高亮度半导体激光器腔面膜技术研究

利用真空镀膜设备,采用电子束离子辅助蒸发技术,在条宽100μm腔长1mm的半导体激光器发光芯片的端面沉积光学介质膜。经测试采用这种技术制作出的高亮度半导体激光器发光芯片的输出功率达3.6W,与未镀膜的器件相比功率提高了2.5-3.1倍,外微分量子效率提高到89.76%,功率效率达到40.2%。激射波长为850.7nm。     

干涉型激发滤光片的研究

介绍用等效折射率概念设计激发滤光片的原理和计算方法,在规整膜系设计中,采用了一种自动优化非规整匹配层的方法.依照改进的设计进行多次制备,找到了最佳制备工艺和方法,最终制备出能够满足要求的滤光片组.最后,对制备的滤光片薄膜进行了各种环境实验.实验结果表明,膜层的各项指标符合设计要求.     

硫化锌基底8～12μm红外增透膜的研究

为了提高硫化锌基底的透过率和膜层的机械强度,对硫化锌基底上的红外宽带减反射膜的设计和制备工艺进行了研究.经过实验,选取镀膜材料,优化沉积工艺参数以及采用离子束辅助沉积技术,研制出膜层附着力好.光学性能稳定的红外增透膜.最后,对制备的增透膜进行环境实验,各项指标均满足设计要求.     

多波段激光滤光膜的研制

针对光学仪器对多光谱光轴测试的特殊要求,采用电子束真空镀膜的方法并加以离子辅助沉积系统,通过对材料的光学特性、膜系设汁和监控厚度误差的分析,优化工艺参数,在多光谱ZnS基底上,成功镀制多波段激光滤光膜,实现了多波段光谱的分束.所镀膜层在30°角入射条件下,可见400～700 nm波长范围内平均透射率高于90%,1064 nm和1540 nm波长处的透射率都低于5%,在红外波长10.6μm透射率高于92%,并且解决了膜层牢固性问题,能够承受激光光源的照射和恶劣的环境测试,完全满足光学仪器的使用要求.     

基于8-11μm红外窗口系统中减反射与保护膜的研制

随着现代军事空间技术的快速发展,对红外探测器的要求越来越高。同时,对红外光学元件的要求也越来越苛刻。主要研究了硫化锌(ZnS)基底表面减反与保护膜的制备技术,采用介质膜与硬膜复合方法,通过对不同材料的对比分析,最终选取碳化锗(Ge1-xCx)材料作为介质膜与DLC 类金刚石保护膜的过渡层。利用电子束与离子源辅助沉积技术制备介质膜;磁控溅射技术制备过渡层碳化锗;化学气相沉积技术制备DLC 类金刚石保护膜,解决了介质膜与类金刚石保护膜应力匹配的问题,并通过对多种沉积工艺的整合,得到了一套稳定的工艺制备流程。最终在硫化锌基底上制备出的减反射与保护膜平均透过率达到92%,硬度符合要求。     

高速电光调制器波导测试系统滤光片的研制

为了实现对基于BaTiO3薄膜的高速电光调制器波导精确测试,研制出了一种深背景、高截止度的滤光片,用于提高测试系统信噪比,排除杂光干扰。该滤光片采用双离子束溅射的制备方法,以Nb和SiO2作为沉积材料,借助TFCalc和Macleod软件进行膜系设计和工艺反馈分析,通过正交矩阵法简化了辅助离子源工艺参数的优化过程,保证了采用优化后的工艺制备的薄膜具有更低的吸收,利用实时标定薄膜材料沉积速率等方法,解决了膜层厚度精确控制等问题。制备的滤光片通带中心波长为1 550.1 nm,通带宽度5.1 nm,光密度在-0.1~30 dB处的波长间隔为1.9 nm,满足了波导精确测试系统的使用要求。     

双波段激光防护红外减反膜的研制

针对军用光电仪器对激光致盲武器的防护要求,选取Si和YbF3,ZnS和YbF3两种高低折射率组合形式研制了激光防护减反膜。在多光谱ZnS基底上,采用电子束及离子辅助沉积技术,制备了能够对532 nm和1064 nm激光进行有效防护,同时对3~5μm的波段具有高透射率的薄膜。对Si膜的电子束沉积工艺进行了研究;对YbF3在不同的材料组合中的沉积工艺进行了优化;解决了膜层与基底之间的粘附性问题。该薄膜集探测用减反器件和防护器件于一体,可以使星载、机载等光电仪器的结构得到简化;光谱分析和环境测试的结果表明,各项指标满足使用要求。     

日盲型紫外探测系滤光膜的研制

针对紫外探测系统利用紫外日盲区的特殊要求,选取HfO2和Mgf2、JGS1三种高低折射率材料组合形式。在石英基底上,采用电子束和离子辅助沉积技术及石英晶体振荡监控厚度方法。对HfO2和JGS1膜电子束沉积工艺进行了研究,对HfO2与不同材料组合的沉积工艺进行了优化,解决了膜层与基底之间附着力的问题,同时改善了Mgf2膜随厚度变化易的龟裂现象。研究了0.24~0.28μm紫外日盲波段薄膜的沉积工艺和光谱特性问题。