铝膜紫外反射镜的高频等离子体阳极氧化技术

用高频等离子体阳极氧化技术，对铝膜紫外反射镜进行阳极氧化，得到紫外波段的反射率为６６％和９３％，它比单一的真空氧化铝膜的反射性能要好。在高频等离子体的阳极氧化中，尤以浮动氧化的反射性能更好（Ｒ＝９３％）．铝膜的紫外反射率和俄歇电子谱表明，氧的暴露量控制１００～２００Ｌ之间，能在铝膜外表面生长一层２２～３５ｕｍ的氧化铝保护膜，既能保持优异的反射特性，又有良好的抗腐蚀能力，是一种性能优越的紫外反射镜。

真空紫外Al/MgF_2反射镜

采用三步热舟蒸发制作法研制了真空紫外Al/MgF2反射镜,研究了改善制备工艺有效提升反射率的方法。在两层Al/MgF2反射镜制备过程中,第一步在室温石英基板上快速蒸发厚约70nm的铝膜;第二步在铝膜表面迅速蒸发厚约10nm的MgF2;第三步先对基板加热到一定温度后,再在Al＋MgF2的表面上蒸发15~20nm厚的MgF2。通过调整基板温度（室温、100℃、200℃和300℃）,研究了基板温度对Al/MgF2反射率的影响。真空紫外反射率计测试结果表明：第二步蒸镀MgF2之后增加基板温度有利于提高反射镜的反射率;MgF2薄膜的厚度对反射镜的反射率起到一定的调制作用,MgF2厚为26.7nm的反射镜在122nm处的反射率达85%。在实验室环境下存放1个月和5个月后,反射镜的反射率没有变化。研究结果为真空紫外光学系统需求的高性能光学元件的研制提供了技术基础。

近紫外冷反射镜的镀制研究

为充分利用紫外光源系统中所需要的有用的紫外光,同时减少红外光照射,根据常用紫外光源的发光特性、能量曲线分析,通过真空镀膜技术,在玻璃基片表面镀制多层硬质光学薄膜,制备出了对中紫外光谱区域的反射率高于90%,同时可见及红外区域的平均透过率在85%以上的近紫外冷反射镜。

紫外激光双波段高反射镜的研制

通过非线性光学频率变换的方式,1 064 nm YAG激光可获得355 nm、266 nm波长的激光。在此系统中工作的反射镜必须同时满足两个波段的高反射。根据薄膜设计理论选择合适的镀膜材料,采用电子束离子辅助沉积工艺,经过参数优化和反复试验,在石英基片上制备了355 nm反射率为97.9%,266 nm反射率为96.8%的双波段反射镜,且在紫外波段355 nm的激光损伤阈值为1.76J/cm2,266 nm为1.12 J/cm2。测试结果表明,此反射镜的各项性能满足使用要求。

Si基片上Au膜真空紫外反射特性研究

对Si片上Au膜在真空紫外波段的反射特性进行了系统的研究。采用离子束溅射,选择不同的镀膜参数,在经不同前期清洗方法处理过的Si片上,镀制了各种厚度的Au膜。利用科大国家同步辐射实验室的反射率计,对Au膜在真空紫外较宽波长范围内的反射率进行了连续测量。测试结果表明:Si片上Au膜厚度和辅助离子源的使用方式对Au膜反射率有重大影响,而镀前基片表面清洗工艺等对反射率影响不显著。采用辅助离子沉积或镀前离子清洗,可提高Au膜反射率;但离子清洗和辅助离子沉积同时使用会给反射率带来显著的不利影响。膜厚在30 nm左右,55°入射角时反射率最高,可高达40%。

K9和石英玻璃基片上Au膜真空紫外反射特性研究

采用离子束溅射法,分别在经过不同前期清洗方法处理过的K9及石英玻璃光学基片上,选择不同的镀膜参量,镀制了多种厚度的Au膜。对镀制的Au膜在真空紫外波段较宽波长范围内的反射率进行了连续测量。测试结果表明:辅助离子源的使用方式、Au膜厚度对反射镜的反射率有重大影响。基片材料、镀前基片表面清洗工艺等对反射率也有一定影响。采用镀前离子轰击,可显著提高Au膜反射率及膜与基底的粘合力;获得最高反射率时的最佳膜厚与基片材料、镀膜工艺密切相关。对经过离子清洗的石英基片,膜厚在30 nm左右反射率最高;比较而言,石英基片可获得更高的反射率;辅助离子源的使用还显著影响获得最高反射率时对应的最佳膜厚值,且对K9基片的影响更显著。

楔块调整式Talbot干涉仪的光学设计

为改变光纤光栅的写入Bragg波长,研制了包括一块相位模板和两块紫外反射平面镜的楔块调整式Talbot干涉仪。在写入光纤Bragg光栅的过程中,通过调整两平面镜的反射角度可改变由±1级衍射光束经两平面镜反射后形成的干涉条纹的周期。最后,放置在可调谐干涉区的光纤就可刻写成具有不同写入Bragg波长的光纤光栅。值得注意的是通过选择不同倾斜角α的楔形块,决定了光纤光栅的写入Bragg波长的改变率和干涉条纹棱脊位置的位移率。