用于地表温度探测10μm~11μm带通滤波器的研制

多谱段光谱成像仪搭载长波红外探测器可以提供空间高分辨率的地表温度信息,研究地表温度在全球能量平衡和气候变化中具有重要意义。本文采用10μm~11μm滤波器作为红外探测器的窗口进行地表温度探测,分别采用Ge和ZnS作为高低折射率材料,在Ge基板上设计一种宽截止、高透射的长波红外带通滤光膜;采用真空镀膜技术在Ge板两面分别制备长波通和短波通滤光膜以实现带通,其中Ge和ZnS薄膜分别以电子束和电阻热蒸发的方式沉积,膜厚采用晶控仪控制,通过Matlab软件建立膜厚沉积数学模型,模拟并修正多层膜的Tooling以减少厚度误差。测试结果表明:10μm~11μm波段平均透射率达到94.3%,透射区波纹幅度为1.6%;4μm~9.5μm和11.5μm~16μm波段平均透射率小于0.1%,各项耐环境测试表明滤波器满足使用要求。

聚酰亚胺柔性基底红外隔热和保护膜的制备及性能分析

针对聚酰亚胺具有抗高温、易弯折可贴敷、良好的机械延展性和拉伸强度等特性,在125μm厚的柔性聚酰亚胺材料上制备红外隔热和保护膜.在制备过程中,通过对离子源的能量调控可提高柔性基底表面膜层的附着力,根据最小二乘法原理构建薄膜材料光学常数和温度间的关系式,以解决温度变化对薄膜光学性能的影响.在类金刚石薄膜沉积中,采用预热处理法以解决柔性基底变形导致膜厚均匀性较差的问题.红外光谱检测和分析表明,在聚酰亚胺基底上制备的红外隔热薄膜满足使用要求.

星间通信系统高精度分光镜的研制

随着星间通信系统的迅速发展,数据传输的精度要求不断提高。分光镜作为系统的核心元件,其光谱特性和面形精度直接影响整个系统的传输精度。本文基于薄膜干涉理论,选取Ta_(2)O_(5)与SiO_(2)作为高低折射率膜层材料进行膜系设计,采用电子束蒸发的方式在石英基板上制备高精度分光镜。同时根据膜层应力补偿原理建立面形修正模型,修正分光镜面形。光谱分析仪检测结果显示,分光镜在入射角度为21.5°~23.5°内,1563 nm透过率大于98%,1540 nm反射率大于99%。激光干涉仪检测结果显示,分光镜反射面形精度RMS由λ/10修正至λ/90(λ=632.8 nm),透过面形精度RMS为λ/90。

聚碳酸酯高强度超低反射率薄膜的研制

为了降低杂散光导致光学系统成像质量下降的问题,以聚碳酸酯为基板,采用电子束离子辅助的方法制备了可见光波段超低减反射膜.采用真空退火法降低了由于镀膜过程中基板温度升高导致的热拉应力,并使用MATLAB软件拟合分析了材料的应力,通过研究离子源沉积工艺,解决了膜裂的问题.通过MATLAB模拟调节比例-积分-微分控制器控制参数,稳定了成膜速率,解决了厚度误差导致光谱漂移的问题.测试结果表明:该膜层在430~700 nm,绝对反射率小于0.15%.

深紫外高陡度滤光膜的研制

为抑制非相干光产生的干扰,提高紫外单色仪的分辨率,本文选择Al2O3、AlF3分别作为高、低折射率材料,在熔融石英基底上设计并制备了深紫外全介质高陡度滤光膜。通过优化沉积工艺及膜层应力分析方法,解决了薄膜应力过大所导致的膜裂问题;并对实验结果进行反演分析,通过优化监控方法提高了膜厚控制精度。制备的深紫外高陡度滤光膜在232~400 nm平均透过率为97.67%,在115~228 nm平均透过率为0.61%,过渡区陡度为3.6 nm,满足紫外单色仪的使用需求。