摘要：利用非平衡磁控溅射技术,在室温条件下制备了一系列不同N2流量的Ti-N薄膜,研究了N2流量对薄膜微观形貌和光学性能的影响。根据分析结果设计并制备了四层结构的Ti-N太阳能选择性吸收薄膜,通过软件对薄膜进行了优化设计并进行了实验验证。结果表明,随着N2流量的增加,薄膜的微观形貌发生变化,逐渐出现气泡状沉积物及气泡破裂状形貌,直至变为无定型态。通过紫外-可见-近红外光谱分析可知,选用合适的工艺可有效提高太阳能吸收薄膜光学性能,利用软件对薄膜进行优化设计可使薄膜光学性能获得进一步改进,经过优化的薄膜吸收率达0.9048,可用作太阳能光谱选择性吸收薄膜。

摘要：均匀照明是投影光刻机中实现光刻线条高度均一性的重要条件。采用微透镜阵列作为照明匀光器件,能够在实现矩形照明光斑的同时获得极高的远场分布均匀性。基于微透镜阵列现有的加工工艺,设计出二维方向分开的柱面微透镜阵列,并通过优化设计,克服了微透镜之间的接缝在远场光场处产生的中心亮线。仿真分析表明,所设计的微透镜阵列的远场分布不均匀性达到0.85%。

摘要：为了克服Kemp型弹光调制器调制效率低、加工工艺困难及体积大等缺点,提出了采用铌酸锂(LiNbO3)晶体压电弹光双效应的单晶体弹光调制器的设计思想;根据压电振动理论和晶体光学原理,分析了晶体各物理量随空间变换的特性,推导了调制电压-相位差-振幅之间的关系,并对晶体切型和通光方向进行了优化,所设计的晶体尺寸为41mm×7.7mm×17.1mm(x×y×z),切割角为0°(x切),通光方向z轴(光轴),通过在x-z面施加与晶体谐振基频一致的周期性电压,产生沿x方向,频率为73.71kHz的伸缩振动,最后通过实验对所设计单晶体弹光调制器进行了验证;实验结果表明,对633nm激光进行半波调制时,该弹光调制器所需调制电压为1.6V;与基于钽酸锂(LiTaO3)且未进行切型优化的单晶体弹光调制器相比,调制电压下降了约4倍。

摘要：投影光刻机普遍采用衍射光学元件(DOE)来产生各种照明模式。针对投影光刻机中准分子激光器空间相干性差的特点,提出了一种混合分区设计方法,并利用该方法对产生传统照明模式、二极照明模式和四极照明模式的DOE进行了具体的设计。仿真分析了采用常规重复分区方法和混合分区方法的两类设计结果,并对它们的远场光强分布进行了详细的比较分析。在相同的局部优化算法条件下,相对于常规重复分区方法的设计结果而言,混合分区方法设计的DOE可使传统照明模式的非均匀性从26.45%下降到1.12%,二极照明模式的非均匀性从19.93%下降到5.45%,四极照明模式的非均匀性从17.73%下降到3.54%。混合分区设计方法无需改变局部优化算法,在保持高衍射效率的同时能大幅度提高光瞳均匀性。

摘要：设计并制备了一个新型类贝塞尔调制螺旋相位片,该相位结构是由类贝塞尔函数表示的振幅信息加载到螺旋相位上构成的,通过选择合适的调制参数,使得透射率在相位结构边缘处为零,能够大幅度消除再现光学旋涡光束的旁瓣。采用在纯相位型元件上调制复振幅的编码方法,实现振幅型到纯相位型的转换。通过优化多灰阶激光直写工艺,对每一个像素高度进行调制,直接将该相位片加工在基底是玻璃的光刻胶上。搭建光路验证了光束强度分布,并取得了与理论预期高度一致的结果,为产生高质量旋涡光束提供了一个简便、可靠和低成本的微光学元件手段。

摘要：针对星敏感器系统探测要求,设计了像方远心光路的双高斯光学系统。该系统在满足弥散斑和能量集中度等要求的情况下,具有相对孔径大、畸变小、色差小以及星点位置对离焦不敏感等特点。利用调制传递函数仪测量了星敏感器光学系统的光学性能,测量结果表明各视场处的弥散斑80%的能量均集中在直径为20μm的圆内。提出了采用一维精密气浮转台和单星模拟器对光学系统进行质心畸变测量的方法,测试结果显示星点光斑的质心畸变小于9″。

摘要：本文基于ybar-y图,建立了计算光学系统一阶结构的数学模型,并利用粒子群优化算法对模型进行了求解,可以自动优化出各种光学系统的一阶结构.编写了一套含图形用户界面(GUI)的软件,将光学系统的基本设计要求进行处理后导入GUI,求解之后利用商用光学设计软件如ZEMAX等,将一阶结构转换为实际透镜结构,然后经过透镜优化,就可以设计出满足要求的光学系统.根据本文所提出的光学结构计算方法,首先进行了1300万像素手机摄像物镜的设计,该物镜使用了4片非球面,各项性能指标能够满足设计要求.然后设计出一套头盔显示光学系统的目镜,使用了两片非球面透镜实现了90的视场角,其他的性能指标也都满足要求.两类光学系统的设计实例验证了该方法是一种可靠的光学系统一阶结构获取方法.

摘要：为了实现连续稳定、高速、高精度和高灵敏度的光学旋光测量,考虑到弹光偏振调制技术具有高的调制频率、调制纯度、调制精度和良好的调制稳定度等应用优势,设计了一种基于弹光调制的旋光测量新方案.检测激光经起偏器、测量样品、弹光调制器和检偏器到探测器的光路设计,使得测量系统选用较少的光学器件,最大化地降低了光学器件可能引入的测量误差;起偏器和检偏器偏振轴相对于弹光调制器快轴方向分别取0°和45°的光学安排,并选择弹光调制的二倍频信号作为研究对象,有效避免了弹光调制器剩余双折射对旋光样品测量的影响,提高了旋光测量精确度;将探测器输出调制信号的直流和交流分开输出,并将交流信号进行前置放大处理,然后再锁相输出,进一步提高了测量灵敏度.设计了将激光调制为圆偏光,然后精确调节起偏器来替代样品的旋光测量验证试验,确定了系统旋光测量的比列系数,并且获得旋光测量灵敏度为3.15×10^(-7)rad,测量精度优于0.3%.所以,本方案实现了较高灵敏度旋光测量,有望应用于高灵敏旋光测量领域,并且本方案的实验可为高灵敏旋光测量系统的定标提供参考.

摘要：气雾化制粉具有球形度高、松装比大和流动性好等特点,适于制备激光熔覆专用合金粉末。采用自行设计的超音速气雾化喷嘴,在热喷涂粉末Ni60的基础上调整粉末材料配比,在不同的雾化气体压力下进行气雾化实验,以获得性能优良的激光熔覆合金粉末。结果表明,当其他条件一定时,雾化气体压力越大,粉末的平均粒度越小,体积4次矩平均径和索特平均直径越小,即颗粒越细;与此同时,粉末的松装比更大,流动性更好,更能满足激光熔覆的要求。但雾化压力不能无限制地增大。经综合考虑,雾化气压取7MPa为较优的气雾化参数。对比在雾化气压为7MPa时制备的镍基粉末与热喷涂Ni60粉末进行相同参数的同轴送粉激光熔覆,发现自制粉末的激光熔覆层平整光滑,没有裂纹和气孔等缺陷,且熔覆层的硬度相差不大。

摘要：利用飞秒激光直写微纳加工平台,对6H-SiC材料进行了突破衍射极限的微纳结构加工研究.使用中心波长和脉宽分别为800nm和130fs的钛蓝宝石激光器和荧光倒置显微镜搭建了飞秒激光直写微纳加工平台,研究了在不同的实验条件下对6H-SiC的光学加工情况,采用扫描电子显微镜对加工结构进行表征.通过分析不同的激光功率和不同的曝光时间等实验条件下加工的分辨率,发现分辨率随着激光功率的减小而提高,随扫描速度的增大而提高,且能突破光学衍射极限.最终获得125nm的加工线宽,并加工了加工线宽240nm,周期1.0μm的线阵列.研究结果为微机电系统(MEMS)的微器件设计开创了新的思路,对发展MEMS器件具有重要意义.