一种基于长周期波导光栅与介质薄膜的宽带波导放大器研究

提出了一种基于长周期波导光栅与多层介质薄膜联合滤波器的Er-Yb掺杂磷酸盐玻璃宽带波导放大器,长周期波导光栅直接制作在波导上,介质薄膜蒸镀在放大器的输出端面上。对所提出联合滤波器的传输特性进行了理论研究,讨论了联合滤波器的透射谱对放大器增益平坦的影响。通过调整长周期波导光栅与多层介质薄膜的相关参数,可以控制Er-Yb掺杂磷酸盐波导放大器(EYCDWA)的增益平坦度。当λ0=1530nm,Lg=4.8mm,Λ=100μm,a=0.9,λ01=1565nm,λc=10nm,p=1时,联合滤波器传输谱与EYCDWA的反本征增益谱相匹配,在30nm带宽内放大器增益抖动在±1dB以下。研究结果对长周期波导光栅与多层介质薄膜联合滤波器的制作具有理论指导作用。

节瘤缺陷对薄膜热力损伤的有限元分析

在多层介质薄膜中,节瘤缺陷是影响薄膜激光损伤的关键因素。为了理解节瘤缺陷对薄膜激光损伤的影响,以热传导理论为依据,通过有限元方法模拟了多层介质薄膜中的节瘤缺陷在激光辐照下的热力响应,分析了节瘤缺陷的大小和深度对热力响应的灵敏度。发现大而浅的节瘤缺陷有较高的热力响应灵敏度,因此,消除直径较大的膜层表面附近的缺陷有助于提高薄膜抗激光损伤的能力。

金属/介质多层膜基太阳能光热转换薄膜结构的设计与优化

理论设计对于高性能太阳能光热转换薄膜的实验制备极为重要。然而,大多数软件通常局限于正入射情况下的太阳光吸收率的优化,而无法直接对太阳能光热转换效率这一重要指标进行优化。鉴于以上问题,使用传输矩阵方法与遗传优化算法,通过改变金属/介质多层膜基太阳能光热转换薄膜中各层薄膜的厚度,直接对其光热转换效率进行优化设计。重点研究了薄膜层数、太阳光照度与工作环境温度对钨/氧化铝基(W/Al2O3)多层膜的影响。研究结果表明,在聚光比为1和100情况下,该膜系的最优膜层数分别为6与8。该研究结果对于高性能太阳能光热转换薄膜的实验制备具有重要的指导意义。

基于薄膜光场调控的无标记显微成像、传感及其应用研究进展(特邀)

光学薄膜广泛应用于光学仪器和测控技术中,充斥着我们生活的方方面面,使我们的生活更加丰富多彩。不同于常规的光学薄膜应用场景,本综述重点介绍如何将光学薄膜与光学显微成像结合起来。研究方案主要是:基于负载表面等离子体波的贵金属薄膜、具有光子带隙结构的介质多层薄膜,研制出应用于无标记显微探测的平面薄膜光子元件。得益于其平面结构特性与成熟的制作工艺,该类薄膜光子元件可兼容常规明场、宽场显微成像系统,可以作为被测样品的衬底或成像系统的插件。借助于薄膜与光波的近-远场相互作用特性,该器件可以调控系统的照明光场,如实现暗场照明、全内反射照明、边缘增强照明等。通过照明方式的改变,提升成像的对比度、探测灵敏度,进而发展出多模式、高灵敏度、高对比度、无标记光学显微成像与传感系统。为充分发挥该系统结构简单、宽场、高灵敏度、无标记成像的特点,将其应用于环境光子学领域,实现了真实大气环境中单个超细颗粒物吸湿增长过程的原位、实时、无损表征,有望为大气雾霾溯源与追因研究提供有力的科学支撑和技术工具。

绿色反光镜的制备和性能研究

叙述了绿色反光镜的膜系设计原理和制备工艺．其性能指标为：在中心波长５４０ｎｍ处Ｒｍａｘ≥９５％，反射带宽约为６０ｎｍ，短波范围内平均透射率达７５％，长波范围内平均透射率达８０％．

红外薄膜中热应力的研究

由于红外薄膜材料和基板热膨胀系数显著不同,所以在高温基板上镀膜后降温将产生热应力,进而引起边界分层破裂现象,影响薄膜器件的牢固性.对薄膜厚度、杨氏模量和热膨胀系数对薄膜分层破裂的影响进行了研究,同时分析了薄膜设计对减小分层破裂的作用.这对减小红外薄膜系统因热应力引起的分层破裂现象具有实际应用价值.

激光入射角度对薄膜热场分布影响的数值分析

在多层介质薄膜中,激光的入射方式是影响薄膜抗损伤能力的关键因素之一.提出了一种模拟锥角高斯光入射多层介质薄膜后电场和热场分布的方法.该方法能够分析薄膜中高斯光各个角谱分量叠加形成的电场分布,进而得到由于薄膜本征吸收产生的热量沉积以及薄膜内部的温度场分布.针对中心波长为4.3μm的中红外高反膜进行了分析,给出了高反膜系的温升峰值随激光入射角度和偏振态的变化.结果表明:对于s偏振光,斜入射时膜系的最高温升峰值高于垂直入射峰值,而p光的结果则相反.此种模拟方法克服了原有方法对激光入射角度的限制,较好地反映出斜入射情况下激光偏振态对薄膜损伤的影响.

非聚焦型光束空间低通滤波技术研究进展

激光光束空间低通滤波技术是提高光束空域质量的重要手段之一。随着高能激光技术的进一步发展,传统的针孔滤波技术因其对光束的聚焦特性,已逐渐成为限制高能激光光束空域质量提高的瓶颈,因此,不对光束聚焦即可实现光束空域质量的改善成为突破该瓶颈的创新型技术。体光栅、多层介质薄膜、Rugate薄膜和光子晶体因具有良好的波矢选择特性,已成为当前实现非聚焦型光束空间低通滤波的主流技术和研究热点。分别从这4种光学元件入手,简要分析了体光栅的布拉格衍射特性、多层介质薄膜和Rugate薄膜对光束的相长相消干涉特性,以及利用光子晶体的自准直效应来实现非聚焦型光束空间低通滤波的主要技术特点,综述了这4种技术在光束空间低通滤波应用中的研究进展。和针孔滤波技术的聚焦特性相比,这4种技术的非聚焦滤波特性具有取代针孔滤波的可行性,尤其是在对高功率激光进行空间低通滤波的应用中。

节瘤缺陷对中红外高反射膜电场增强影响的数值分析

运用时域有限差分(FDTD)方法建立了薄膜中节瘤缺陷在高斯激光照射下电磁场响应模型,分析了节瘤的深度、起始颗粒大小和入射光角度对薄膜中电磁场的影响。结果表明:节瘤缺馅对薄膜中电场强度有显著的加强作用,其内部峰值场强是入射光的6倍,大而浅节瘤缺陷对倾斜入射p偏振态的激光具有最高的加强效应.