中波红外3μm～5μm宽带通滤光片的研制

中波红外宽带通滤光膜通常膜系层数多,膜层总厚度非常大(厚度达到10μm左右),膜层的镀制工艺难度较大。通过分析红外带通滤光片几种设计方法的特点,并结合实际镀制工艺技术,采用了长波通与短波通及非规整薄膜设计技术相结合的方法,设计了以锗材料为基底的中波3μm～5μm宽带通滤光膜。该设计大幅度降低了膜层的总厚度(约为8.65μm),缩短了膜层的镀制周期,提高了膜层的牢固度;在膜层的镀制工艺过程中,通过改变薄膜材料的蒸发速率、修正蒸发硫化锌材料时电子枪的扫描方式、调整蒸发材料在坩埚中的装载方法,使膜层获得了优异的光谱性能,其通带平均透过率大于96%,截止区域的平均透过率小于1%。

遗传算法应用于干涉滤光片的设计

为了设计参量更加优良的干涉滤光片,在光子晶体基础上,利用遗传算法设计了窄带滤光片、宽带阻滤光片宽带通滤光片。进行了总结并对需待完善的地方进行了说明。所设计干涉滤光片可以根据给定材料的折射率,计算出此滤光片的最优化透射率。结果表明,如果评价函数对膜系结构的微小变化敏感,用遗传算法对膜系的优化能获得好的结果和较高的效率。

基于近红外光谱的高精度测温系统

目前红外测温方法难以消除复杂环境下外来辐射的干扰,导致测温精度低,设计了一种高精度的红外测温系统。该系统提出了由宽带滤光片和三级干涉滤光器结合的滤光方法,根据该方法对高温物体发出的近红外光谱进行滤光,将高温背景光和环境干扰光滤掉,得到两个单色光谱,经红外探测器接收获得其辐射功率比,通过计算得出物体温度。该系统透过的单色光谱带宽仅有1nm,将透射光谱以外的背景光辐射和环境光源辐射抑制达8个数量级,降低了因被测对象周围环境升温引起的测温误差,提高测温系统的精度。最后通过实验验证了该测温系统的可行性,精度达0.2%。