Broadband and high efficiency metal multi-layer dielectric grating based on non-quarter-wave coatings as a reflective mirror

This article deals with designing a broadband and high efficiency metal multi-layer dielectric grating （MMDG） used to compress and stretch an ultrashort laser pulse. The diffraction characteristics of the IVIMDG are analysed by using the rigorous coupled-wave method. The multi-layer dielectric used as the reflective mirror is made up of non- quarter-wave coatings. Taking the diffraction efficiency of the -1 order as the value of merit function, the parameters such as groove depth, residual thickness, duty cycle, and reflective mirror are optimized to obtain broadband and high diffraction efficiency. The optimized MMDG shows an ultra-broadband working spectrum with the average efficiency exceeding 97% over 160 nm wavelength centred at 1053 nm and TE polarization. The optimized MMDG should be useful for chirped pulse amplification.

光学薄膜膜厚自动控制系统的研究

介绍了一种利用光电极值法同时控制规整膜系和非规整膜系的方法,利用VC++编写程序实现对光学监控信号的采集、处理及停镀点的自动判断,实现了规整膜系和非规整膜系膜层厚度的自动控制.并利用该膜厚自动控制系统实验制备了规整膜系和非规整膜系多层膜,实验结果表明:利用该系统镀制的薄膜重复性良好,且光谱曲线和理论光谱曲线吻合较好.该系统解决了非规整膜系的监控问题,由计算机控制膜层的停镀点,排除了人的主观因素对薄膜的性能及其制备的重复性产生的影响,提高了薄膜镀制的重复性和成品率.

光控-晶控相结合的膜厚监控法对滤光片膜厚的研究

针对光电极值法和石英晶振法各自的弊端,结合两种方法提出了光控-晶控膜厚监控法.在相同工艺条件下,分别使用这三种方法监控905nm窄带滤光片（规整膜系）和830nm截止滤光片（非规整膜系）的膜厚,对制备的滤光片的透射率光谱曲线进行比较.结果表明,光控-晶控膜厚监控法除了各项指标都符合要求外,在曲线通带处获得的平均透过率值比光电极值法和石英晶振法获得的平均透过率值提高了3%～6%,且与理论光谱基本吻合,光谱特性最好.该方法不仅对规整和非规整膜系都能进行监控,且能有效降低膜厚误差,提高光谱特性.

利用非1/4波片将椭圆偏振光转换为线偏振光的理论及实验研究

本章利用偏振光分解与合成理论,对利用非1/4波片将椭圆偏振光转换为线偏振光的条件进行了理论分析,得到满足此条件的方程。在此基础上,利用1/5波片对理论研究结果进行了实验验证,实验结果与理论分析符合较好。

非λ/4-非λ/4 SiO_2/TiO_2双层增透膜的设计与制备

通过TFCalc膜层设计软件设计了非λ/4-非λ/4双层增透膜体系.与λ/4-λ/4双层增透膜体系相比,非λ/4-非λ/4双层增透膜体系中内外层薄膜的折射率仅需满足n_1≥n_2(n_s/n_0)^(1/2)(其中n_1、n_2、n_s、n_0分别为内层膜、外层膜、基片和空气的折射率),即可通过调节内外层薄膜的厚度实现特定波长处的100%透过,扩展了膜层材料的选择范围.以酸催化TiO_2薄膜和SiO_2薄膜分别作为内、外层膜层材料,采用溶胶-凝胶浸渍-提拉法依次将TiO_2溶胶和SiO_2溶胶沉积在K9玻璃基片表面,最终形成SiO_2/TiO_2双层增透膜.实验结果表明,该双层增透膜具有与TFCalc模拟透过率曲线相吻合的实测透过率曲线,在中心波长处峰值透过率可达99.9%.该双层增透膜经耐摩擦和黏附性测试后峰值透过率基本保持不变,说明该增透膜具有良好的机械性能.这种同时具备高透过率和强机械性能的增透膜在太阳能电池等领域具有较广阔的应用前景.

声能量收集器的研究综述

声能是环境中普遍存在的一种能量形式,如何收集并应用这一能量成为当下研究热点。介绍了亥姆霍兹谐振腔、声晶体谐振腔、四分之一波长谐振腔以及其他非腔体结构声能收集系统的结构及其优化方案。实验结果表明,与亥姆霍兹谐振腔相比,使用同等尺寸的声晶体谐振腔能获得更高的能量收集效率,而四分之一波长谐振腔能以更小的体积收集同样的声能。另外,结构优化和耦合设计可以极大地提升能量收集效率。许多非腔体结构的设计也有着不错的应用前景。

膜厚监控误差及监控片不均匀对膜厚监控的影响

借助于VC++编程从理论上模拟分析了膜厚监控误差以及监控片不均匀性对光学膜厚监控的影响。结果表明,膜厚监控误差和监控片的不均匀性都对监控曲线有影响;随着膜层层数的增加,监控片不均匀性逐渐增大。实验制备了多层规整薄膜并对其监控曲线进行了分析,分析表明考虑到膜厚监控误差和监控片不均匀性后计算的光学监控曲线和镀膜过程实测光学监控曲线吻合较好。这说明膜厚监控误差和监控片不均匀性是引起监控曲线与理论值偏离的重要因素。介绍了如何计算考虑膜厚监控误差和监控片不均匀性后的理论监控曲线。这将对膜厚自动监控,尤其是对非规整膜系的自动监控具有重要的指导意义。