摘要：The design,fabrication and characterization of the X-ray supermirrors are discussed in this *** the local optimization method of simplex algorithm and the global one of simulated annealing algorithm with different initial multilayer structures,we designed the broad angular band supermirrors with different grazing incidence angle intervals at the energy of 8.0 keV(the Kαline of Cu)and the broad energetic band supermirrors with different energy intervals at fixed grazing incidence *** fabricating techniques for depositing non-periodic multilayers are also *** W/C and W/Si supermirrors are deposited on silicon substrates and characterized by a high resolution X-ray D1 diffractometer from Bede Company,*** the interface roughness and the densities of the materials as independent variables,some measured reflectivity curves are fitted using the Debye-Waller factor with interface *** experimental results show that the optical performances of the fabricated supermirrors are in agreement with the designed ones.

摘要：高光谱性能光学薄膜是国家重大光学工程、光电子产业的基石。为了提高光学薄膜的光学性能并开发精确制备技术,现有研究主要围绕设计理念、监控技术和薄膜材料等方面展开。目前,薄膜技术已经取得了长足进步,能实现高光谱性能光学薄膜的鲁棒性设计,多种基于高光谱性能光学薄膜的精确制备技术相继被提出。从薄膜设计、精确制备技术以及薄膜材料几方面出发,本文对现代高光谱性能光学薄膜研究进行了回顾和讨论,并对高性能光学薄膜潜在的挑战和进一步研究方向进行了展望。

摘要：计算成像是一种通过联合光学系统和图像处理来实现特定成像功能的新兴研究领域,长期以来,计算成像中的光学与算法联合都采取的是顺序设计模式,即光学系统与图像处理各自分开设计,但这样难以全面发挥二者协同的优势。近年来,随着深度学习技术的飞速发展,基于深度学习架构的光学系统与图像处理算法端到端协同设计方法开启了解决这一问题的大门。一方面,端到端协同设计通过全面探索整个解空间,可以实现光学与图像处理的自动最佳协同;另一方面,端到端协同设计更使得研制基于任务的最优成像系统成为可能。本文首先介绍了基于光学系统与图像处理端到端协同设计框架的进展,然后介绍了我们基于这一框架在平面透镜的宽谱成像、平面透镜的大视场成像、大景深成像、超分辨成像和快照式光谱成像方面的研究进展。

摘要：远紫外波段高反射薄膜的研究具有重要应用价值。为了实现高反射率,采用高温三步蒸发法沉积MgF2膜以保护Al膜,制备了远紫外宽带高反射薄膜,并对样品进行退火处理。结果显示,改进制备工艺和退火工艺后,紫外宽带高反射薄膜在121.6 nm处的反射率高达90%,接近理论设计值。同时分析了散射损耗的影响。采用优化的LaF3/MgF2膜系结构,制备了窄带反射滤光薄膜,其在中心波长122.5 nm处的峰值反射率为75%且半峰全宽为8 nm,达到了理论设计的预期效果,但退火处理损伤了薄膜表面,散射损耗增加,薄膜反射率下降。

摘要：应用于硬X射线波段的宽带多层膜光学元件——宽角度X射线超反射镜的设计可以归结为一个连续变量的多维多极值的全局优化问题。缺少一种有效的全局优化方法是阻碍解决这一难题的一个关键。模拟退火算法是一种简单而且通用的全局优化算法。结合光学多层膜的设计原理提出了利用模拟退火算法来进行宽角度X射线超反射镜设计的新方法。结合已有的方法选择了W和C作为膜层的膜对材料，设计出Cu的Kα线处角度范围0．9°～1．1°反射率达到20%的宽角度X射线超反射镜。并在此基础上采用改进的自适应模拟退火算法实现了Cu的Kα线处宽角度X射线超反射镜的理想设计结果。设计结果表明了模拟退火算法在多层膜最优化设计领域的正确性和有效性。

摘要：将光波偏折到预定的非镜面折/反射方向是超构表面的一项重要能力,也是超构表面对光波进行复杂操控的基础。为了提高异常偏折超构表面的性能并拓展其应用,现有研究主要围绕设计理念、器件构型、演示应用等方面展开。目前光学超构表面的异常折射和反射效率已经提升至90%和99%,各种基于超构表面异常偏折光波调控的演示性应用也相继被提出。从物理机制、实现方法以及应用研究几方面出发,本文对光学超构表面异常偏折研究进行了回顾和讨论,同时也对潜在的挑战进行了总结,对异常偏折超构表面的进一步研究进行了展望。

摘要：短波通滤色片是光学系统,尤其是激光系统中普遍使用的一种薄膜,它的基本结构为(0.5LH0.5L)N。但薄膜的非均质性会产生半波孔现象,从而影响滤色片的光学特性。利用导纳技术分析了折射率非均质性产生半波孔现象的原因:非均质性使常规膜系基本周期内导纳轨迹的终点偏离起点;这种偏离越大,半波孔现象就越严重。优化了常规膜系的基本周期结构,通过在高低折射率膜层之间引入导纳匹配层,使得改良后的基本周期导纳轨迹的终点与起点偏差大大减小,提高了半波处的透射率,从而提出了一种可以抑制由非均质性引起的半波孔现象的短波通设计方法,并依据实际制备工艺进行了误差分析。最终成功制备出了具有超宽透射带的短波通滤色片,实验和理论曲线具有很好的一致性。

摘要：设计了Nd:YAG激光用三倍频分离膜,膜层材料为SiO2和HfO2。经过优化,膜系在355 nm处的反射率在99%以上,在532 nm和1 064 nm处透射率也在99%以上。采用电子束蒸发技术,在熔融石英基底上制备了样品,经测量,制备的分离膜光学性能与设计值接近。分离膜在355 nm激光辐照下的损伤阈值为5.1 J/cm2,并用微分干涉显微镜表征了薄膜损伤形貌。

摘要：虚拟现实(VR)和增强现实(AR)是继计算机、智能手机和互联网之后出现的下一代革新技术,正在改变我们感知和沟通世界的方式。近年来,VR/AR头戴显示器蓬勃发展,对高分辨、高亮度的微型显示设备和小体积、轻质量的近眼显示光学系统的需求也越来越迫切。超表面作为一种在二维平面上排布亚波长纳米结构的新型超薄光学元器件,具有超越传统光学器件的强大电磁波调控能力,正在推进VR和AR设备向着小型化、轻量化方向发展。首先简要介绍VR/AR显示技术的基本原理并回顾发展历程;重点分析超表面和超透镜在VR/AR近眼显示光学系统中的设计原理、性能特点及应用方法,以及超表面在微型显示设备中的作用和应用效果;随后介绍超表面微纳加工技术和大面积批量制备方法;最后对超表面VR/AR显示技术进行总结,并对其发展前景进行展望。

摘要：超低损耗激光薄膜在引力波探测、光原子钟、光腔衰荡光谱等精密测量领域具有重要应用。激光谐振腔的腔长稳定性和总光学损耗决定了测量系统的灵敏度和信噪比。在薄膜材料、制备工艺和检测技术的发展下,薄膜光学损耗控制和热噪声研究方面取得了显著的进展。在光学损耗方面,薄膜吸收已能控制在亚10-6量级,薄膜散射成为光学损耗的主要因素。本文重点从缺陷诱导散射和界面散射两方面梳理了薄膜散射控制的研究思路和成果,通过光学因子设计和界面功率谱密度调控降低薄膜界面散射,建立了节瘤缺陷诱导散射的理论分析模型,阐明其物理机制,提出了缺陷诱导散射的控制技术。在热噪声研究方面,主要介绍薄膜机械损耗的物理机制,通过薄膜材料体系优化降低反射薄膜的机械损耗,持续改进薄膜机械损耗的表征方法。