| 题名 | 红外双色光学薄膜器件设计理论及制备技术研究 |
| 作者 | 王懿喆 |
| 答辩日期 | 2005-01-26 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 张凤山 |
| 关键词 | 光学薄膜 红外 双色 多腔干涉滤光片 传递函数 组合膜系 制备 膜厚误差 |
| 学位专业 | 物理电子学 |
| 英文摘要 | 红外双色光学薄膜器件是为适应空间遥感仪器不断提高的性能要求，为解决仪器的集成化、轻量化而提出的新技术途径之一，是红外薄膜器件发展的制高点。本课题在中国科学院国防创新基金的支持下，以FY-4多光谱扫描辐射计为应用背景，对红外双色薄膜器件的设计思想、设计方法、制备过程 及可能的应用方案，进行了深入的研究。 多腔干涉型薄膜滤光片能够实现多通道窄带透射特性。论文从一个纯数学意义的原型Fabry-Perot滤光片出发，讨论了单腔或多腔干涉结构存在多峰带通透射特性及各界面反射系数之间存在的匹配关系，提出了由多腔原型F-P滤光片设计多通道窄带滤光片的迭代设计算法；提出了在频域内用传递函数进行多腔原型F-P滤光片设计的思想，并给出了用离散傅立叶变换和数字滤波器的方法，进行实际的多通道窄带滤光片的迭代设计算法；针对应用较广的Chebyshev滤光片的特点，提出了迭代Chebyshev方法进行单色或多色通带设计的算法。实际的计算结果表明，这些方法能够得到位置和带宽存在一定关系的双色或多色窄带滤光片。 针对空间遥感仪器的探测通道的特点，提出了组合膜系的设计思想，用来设计位置和带宽可变的双色光学薄膜。讨论了一种近似条件下的特殊缓冲层存在的条件，以及以此为基础的组合膜系的设计原理；讨论了以非规整周期性对称膜堆为基本膜堆的双色通道的形成和变化，并给出了双色通道的设计过程。研究了子膜系设计中的多层导纳匹配方法和任意厚度的理想折射率膜层宽波段内的导纳近似方法。针对FY-4多光谱扫描辐射计的通道要求，进行了红外分光方案和双色薄膜器件的膜系结构设计。 对红外双色光学薄膜膜系的稳定性以及可能存在的误差及其特性，进行了分析讨论。提出了与膜层灵敏度相互联系，但又有区别的过程灵敏度的概念。讨论了误差自动补偿原理与膜系稳定性的内在联系。指出了非规整双色光学薄膜中可能存在的两类误差，并给出了减少相应误差的监控方案。 针对已提出的设计结果,包括多腔干涉型和位置带宽可变型的双色薄膜器件，在对传统的镀膜材料进行改进的基础上，采用电子束或热舟蒸发方式，进行了部分双色器件的实际制备并对试验结果进行了分析讨论。样品的测试结果表明，本文所提出的双色光学薄膜的设计理论和设计方法是合理的，但需要进一步改进设备条件，提高监控精度，以获得能够满足空间工程需要的红外光学薄膜器件。 |
| 学科主题 | 红外探测材料与器件 |
| 公开日期 | 2012-06-25 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/4099]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王懿喆. 红外双色光学薄膜器件设计理论及制备技术研究[D]. 中国科学院研究生院. 2005. |
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