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真空紫外高反膜系和可见光带通滤光片设计

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第一章 绪 论

1.1 引言

1.2 光学多层膜解析设计的概述

1.3 光学薄膜制备技术的概述

1.4 主要内容及意义

第二章“逐层法”设计真空紫外高反膜

2.1 引言

2.2 真空紫外高反射膜的发展概况

2.3 几种新的高反膜设计方法简介

2.3.1 Needle设计法

2.3.2 LSM/OPM设计法

2.3.3 SBBRM设计法

2.3.4 WRL设计法

2.4“逐层法”简介

2.4.1“逐层”设计法理论概述

2.4.2“逐层”设计法选材依据

2.5 真空紫外高反膜系“逐层法”设计过程

2.5.1 基于MATLAB的膜系设计程序简介

2.5.2 选取Rh-Si为膜系组合的依据

2.5.3 Rh-Si真空紫外高反膜设计结果

2.5.4 膜厚误差对反射率结果的影响

2.5.5 C、SiC、W-Si等组合的反射率与Rh-Si组合对比

2.6 本章小结

第三章 可见光波段带通滤光膜系设计

3.1 引言

3.1.1 滤光片的种类及特点

3.1.2 可见光波段滤光片的用途

3.1.3 可见光波段滤光片的前景

3.2 几种带通滤光片设计方法

3.2.1 Fabry-Perot滤光片

3.2.2 全介质滤光片

3.2.3 诱导透射滤光片

3.3 可见光带通滤光片的设计过程

3.3.1 膜系设计参数和指标

3.3.2 膜系设计软件介绍

3.3.3 膜系选材标准

3.3.4 多半波型滤光片主膜系的确定

3.3.5 多半波型滤光片匹配膜系的确定

3.3.6 最终膜系的确定

3.4 本章小结

第四章 总结与展望

4.1 本文总结

4.1.1“逐层法”设计真空紫外高反膜

4.1.2 可见光带通滤光膜系设计

4.2 课题相关问题的展望

附 录

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

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摘要

随着国民经济的腾飞以及各种高科技设备的飞速发展,光学薄膜被越来越广泛地应用在光学器件、光电器件以及光通信器件上。本文主要针对真空紫外高反膜和可见光带通滤光膜进行设计并分析其光学特性。
  第二章内容着重阐述了“逐层”设计法,并依据其选材规则,选取Rh-Si两种膜材,基于“逐层”设计了50~200nm宽波段高反射多层膜,用较少的膜层数实现了较高的反射率,整个波段内平均反射率可达67.9%;对比了同样以熔融石英为基底,C-Si、SiC-Si、W-Si等膜材组合所达到的反射率,Rh-Si组合的反射率更高。本设计方法在50~110nm波段所得到的反射率为53.24%,高于采用亚四分之一波长设计法所得到的反射率;用计算机软件模拟分析了膜厚控制误差对反射率的影响,发现实际膜厚减少比实际膜厚增加对反射率的影响更大,这为日后实验的膜厚控制提供了方向。
  第三章主要针对可见光波段设计了中心波长为505nm、通带波段为500~510nm的带通滤光膜系。通过分析MgF2、SiO2、Al2O3、Sb2O3、TiO2等材料的光学参数及理化性质,最终选取TiO2和SiO2分别作为高折射率和低折射率材料,设计带通滤光片。通过比较三种解析设计结果的通带宽度以及峰值透射率,最终确定最优膜系的结构形式为(HL)3H(HL)3H(LH)3(HL)4,其通带宽度为10nm、峰值透射率为98.36%。

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