多通道薄膜濾光片的設(shè)計(jì)、制備與測(cè)試.pdf

1、隨著光學(xué)薄膜濾光片朝著小尺寸而且高度集成化的方向發(fā)展,光學(xué)薄膜濾光片的設(shè)計(jì)和制備都面臨了新的挑戰(zhàn).光子晶體的研究則是光學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的新方向,利用一維光子晶體中的"超棱鏡"效應(yīng),可以制作更小、更穩(wěn)定、更集成化的新型光學(xué)器件.本課題主要研究小面元掩膜濾光片的制備與檢測(cè)以及"超棱鏡"效應(yīng)的薄膜周期結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制備與檢測(cè),并對(duì)其進(jìn)行了理論分析及實(shí)驗(yàn)研究.論文首先介紹了光學(xué)薄膜技術(shù)與薄膜檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀.第二章主要研究了光學(xué)薄膜的制備工藝,尋求

2、合適的工藝參數(shù).對(duì)光學(xué)薄膜膜厚監(jiān)控誤差進(jìn)行了模擬分析,提出了高精度膜厚光學(xué)監(jiān)控的方法,并著重分析了鍍制一維周期中高反膜結(jié)構(gòu)所需的精確膜厚監(jiān)控途徑,實(shí)際制備的高反膜禁帶附近的次峰與理論設(shè)計(jì)相吻合,這在通常的高反膜制備中是常常被忽略的.實(shí)驗(yàn)證明這種監(jiān)控方法能有效地提高鍍膜精度.第三章對(duì)掃描輻射計(jì)的小面元(0.8×0.8mm)四通道可見(jiàn)光集成濾光片進(jìn)行研究.通過(guò)采用光學(xué)掩膜的方法成功制備了符合設(shè)計(jì)尺寸要求的可見(jiàn)光濾光片,并利用光纖光譜儀測(cè)試了

3、濾光片的光譜特性.第四章中運(yùn)用薄膜特征矩陣方法對(duì)一維周期中的反射膜結(jié)構(gòu)以及基于法-珀腔薄膜結(jié)構(gòu)的超棱鏡效應(yīng)進(jìn)行了理論分析和數(shù)值模擬,搭建了用于探測(cè)超棱鏡效應(yīng)引起的微小光斑位移(微米級(jí))的測(cè)試系統(tǒng).設(shè)計(jì)了10個(gè)周期的周期性膜堆,在給定條件下測(cè)試到20 μ m左右的色散位移;利用F-P腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的薄膜結(jié)構(gòu)則產(chǎn)生高達(dá)60 μ m左右的色散位移,與理論設(shè)計(jì)一致.研究超棱鏡結(jié)構(gòu)在加入金屬反射層后,可以使得出射光強(qiáng)得到顯著增加而群延時(shí)有下降,最終導(dǎo)