斜入射F—P型薄膜滤光片消偏振膜系的仿真分析

合集下载

DWDM中窄带F-P型薄膜滤光片的设计(不带翻译)

目录摘要 (X)ABSTRACT (XI)引言......................................................................................................... X II 第一章绪论 . (1)1.1DWDM中薄膜滤光片的历史背景和研究现状 (1)1.1.1历史回顾 (1)1.1.2研究现状 (2)1.2DWDM中薄膜滤光片研究的意义及前景 (4)第二章光学薄膜特性的理论计算 (6)2.1偏振光和部分偏振光 (6)2.2 P偏振和S偏振 (7)2.3单层薄膜的干涉原理 (7)2.4单层薄膜的反射率 (8)2.5多层薄膜的反射率 (13)第三章F-P型薄膜滤光片的设计 (16)3.1干涉滤光片 (16)3.2F-P腔以及它为何具有频率选择性 (17)3.3密集波分复用（DWDM）干涉滤光片的设计要求 (17)3.4基板和薄膜材料的选择 (19)3.5DWDM窄带F-P薄膜滤光片的设计 (20)3.6DWDM窄带F-P薄膜滤光片的寻优设计 (23)3.6.1对称周期膜法 (23)3.6.2主体参数寻优法 (25)3.6.3结论 (26)第四章总结 (27)致谢 (29)参考文献 (30)摘要随着密集波分复用技术的发展，滤光片做为其中很重要的一种光学器件其技术也得到了突飞猛进的发展。

本文将会介绍密集波分复用系统中窄带F-P薄膜滤光片的设计。

首先介绍了DWDM系统中窄带F-P薄膜滤光片的历史背景和研究现状以及发展前景。

作为背景知识，介绍了光的传输矩阵，光的偏振状态，干涉滤光片，F-P腔的工作原理，DWDM系统对薄膜干涉滤光片的基本要求，为了满足设计要求一方需要精心选择基板和薄膜材料，另外一方面要寻找性能优良的膜系。

接下来，先给出了几种常见的膜系结构，然后通过MATLAB仿真得出其透射曲线。

通过其透射曲线分析得出设计滤光片的的几条结论。

斜入射条件下F-P干涉腔透过率特性分析

斜入射条件下F-P干涉腔透过率特性分析
马健;刘秉琦;华文深;骆新新
【期刊名称】《军械工程学院学报》
【年(卷),期】2009(021)004
【摘要】分析了斜入射角条件下F-P干涉腔的透过率特性;结合单层介质膜和单层金属膜的反射特性随入射角的变化规律,得出了反射特性参数为恒定值时微腔、低反F-P干涉腔透过率的计算误差;仿真结果表明,在光束斜入射条件下,特别是在大入射角下,单层介质膜的反射率指数增大,单层金属膜的反射率和反射相移也指数增大,但其吸收系数指数减小,造成微腔、低反F-P干涉腔透过率曲线与反射特性参数为恒定值时相比均明显向下偏移,且偏移量逐渐增大.
【总页数】5页(P74-78)
【作者】马健;刘秉琦;华文深;骆新新
【作者单位】军械工程学院光学与电子工程系,河北,石家庄,050003;66481部队,天津,301715;军械工程学院光学与电子工程系,河北,石家庄,050003;军械工程学院光学与电子工程系,河北,石家庄,050003;军械工程学院光学与电子工程系,河北,石家庄,050003
【正文语种】中文
【中图分类】O436.1
【相关文献】
1.斜入射F-P型薄膜滤光片调谐特性分析 [J], 王翀;郝云芳;赵林森;王烨
2.保偏微结构光纤光栅F-P腔折射率传感特性分析 [J], 郭璇;毕卫红;刘丰
3.基于光纤内双开口 F-P 干涉腔的折射率传感器 [J], 阙如月;刘一;孙慧慧;曲士良
4.两路微振动信号的光纤F-P腔干涉测量 [J], 赵忖;刘径舟
5.高斯光束斜入射法布里-珀罗干涉腔后的反射光强分布 [J], 刘木林;叶志请;闵秋应;刘晓山;吴木生;柯强
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

光纤通信偏振膜色散误差消除研究与仿真

（＝Ⅱ Ｘ一ｉ｝ｃＪ仃ｌ… ／６其中，６是光纤材料密度差异参数
性系数。
（）１是
＝
是密度极大值
Ｆ和作为横轴方向的偏振参数和纵轴方向的偏振
密度极小值，ａ是偏振主态，是偏振主态与差分群时延耦合２利用式（））２计算偏振膜色散误差参数，够准确地表能示偏振膜色散造成的数据误差：
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：ｔｄｈｒｂｍｆｔｅｓｅｔｍｅｅｖｎｏｒｃｌｎｏｔａｂｒｃｍｍｕｉａｉｎＳｕｙｔｅｐｏｅｏｐｃｒｈｕｒｃｉｉｇｃｒｅｔｉｐｉｌｆｅｏｙｃｉｎｃｔ．ＴｅｐｔｆｒｒｏｈｕｏｗａｄａｌｏｌｎｔｇｒｈｏｏａｚｔｎｍｅｒｎｉｐｒｉｎＴｅａｇｒｍｘｒｃｓｔｅｐｌｒａｉｎｖｃｏａｎｅｒｒｅｉａｅａｏｔｍｆｐｌｒａｉｍｂａｅｄｓｅｓｏ．ｈｌｏｔｍｉｌｉｉｏｉｈｅｔｔｈｏａｉｔｅｔｒｐ — ａｚｏｒｍｅｅ，ｓｓｏｔａｂｒｓｇａａｓｅｔｘｔａｃｌｔｏａｉａｉｎｍｅｒｎｉｐｒｉｎｅｒｒ，ｎａｒｓｏｔａｔｒｕｅｐｉｌｆｅｉｎｌｒｎｆｒｍａｒｏｃｕａｅｐｌｒｚｔｍｂａｅｄｓｅｏｒｏｓａｄｃｒｉｕｓｃｉｔｉｌｏｓｅＦｕｅａｓｒｏｈｏａｉａｉｎｓａｅｔｌｎｔｅｉｆｕｎｅｏｏａｉａｉｎｍｅｒｎｉｐｒｉｎｏｅｅｖｎｏｒｒｔｎｆｍｆｒｔｅｐｌｒｔｔｔｅｉａｅｔｎｅｃｆｐｌｒｚｔｍｂａｅｄｓｅｏｎｒｃｉｉｇｉｒｏｚｏｏｍｉｈｌｏｓｓｇａｐｃｒｍ．Ｔｅｅｐｒｎｈｗｓｔａｈｐｌａｉｎｏｒｏｌｎｔｇｒｈｃｎｅｈｎｅｔｅａｃｒｃｆｉｌｓｅｔｎｕｈｘｅｍｅｔｓｏｈｔｔｅａｐｉｔｆｅｒｅｉａｅａｏｔｍａｎａｃｈｃｕａｙｏｉｃｏｍｉｌｉｏｔａｂｒｃｍｍｕｉａｉｎｒｃｉｉｇｓｇａｐｃｒｍ，ａｄｓｔｆｃｏｙｒｓｌａｅｂｅｂａｎｄｐｉｌｆｅｏｃｉｎｃｔｅｅｖｎｉｌｓｅｔｏｎｕｎａｉａｔｒｅｕｔｈｖｅｎｏｔｉｅ．ｓｓＫＥＹＷＯＲＤＳ：ｔａｂｒｃｍｍｕｉａｉｎ；Ｅｒｒｅｉｎｔｄ；ＰｌｒａｉｎｍｅｒｅｄｓｅｓｏＯｐｉｌｆｅｏｃｉｎｃｔｏｒｏｌｍｉａｅｏａｉｔｍｂａｉｐｒｉｎｚｏｎ

斜入射滤光片的偏振相关损耗抑制技术

斜入射滤光片的偏振相关损耗抑制技术俞侃;包佳祺;黄德修;吴长发【摘要】多腔窄带薄膜滤光片在倾斜入射时由于偏振光的中心波长会出现分离,会导致其偏振相关损耗迅速增加,严重影响光通信系统的性能.从理论上分析了斜入射时产生偏振相关损耗的原因,并提出了通过优化膜系的方法有效的实现了偏振光中心波长的对准,有效的降低了其通带内的偏振相关损耗.同时还提出了使用偏振分束器的方法,对单偏振光进行调制,在整个透射带内都实现了对偏振相关损耗的抑制.实验结果表明,两种消偏方式都能将窄带滤光片斜入射时的偏振相关损耗减小至0.2dB内,根据实际需要可以应用于不同的场合.【期刊名称】《光电工程》【年(卷),期】2010(037)001【总页数】5页(P101-105)【关键词】薄膜物理学;窄带滤光片;斜入射;偏振相关损耗【作者】俞侃;包佳祺;黄德修;吴长发【作者单位】华中科技大学,文华学院,武汉,430074;武汉光电国家实验室,武汉,430074;华中科技大学,文华学院,武汉,430074;华中科技大学,文华学院,武汉,430074;武汉光电国家实验室,武汉,430074;华中科技大学,文华学院,武汉,430074【正文语种】中文【中图分类】TN929.10 引言薄膜干涉滤光片由于具有通带窄、插入损耗低、温度稳定性好等诸多优异的特性，所以在微电子和光电子学领域，尤其是在密集波分复用(DWDM)系统中得到广泛的应用[1]。

常规的滤光片基本都是应用于正入射的，但在某些特定场合需要其处于斜入射状态。

而随着入射角的增加，滤光片的偏振相关损耗(Polarization Dependent Loss, PDL)会迅速增大[2]，影响器件乃至整个系统的性能。

常规窄带滤光片在入射角度上超过5°时其PDL数值就会超过系统限制(小于0.2 dB)。

本文在理论上分析了斜入射时滤光片PDL产生的原因，并提出了通过膜系改进或者使用偏振分束器和半波片的方法，对斜入射时窄带滤光片产生的PDL进行了抑制。

LiNbO_3光波导F_P腔滤波器的分析设计

第29卷　第1期2005年2月激光技术LASER TECHNOLOGYVol .29,No .1February,2005 文章编号:100123806(2005)0120040203L i Nb O 3光波导F 2P 腔滤波器的分析设计符运良1,2,袁一方13,吴英才1,陈抱雪1(1.上海理工大学光学与电子信息工程学院,上海200093;2.海南师范学院物理系,海口571158)摘要:采用转移矩阵法推导出内置L i N b O 3光波导的F 2P 腔滤波器的功率传输系数,运用计算机进行模拟计算,分析了光波导的传输损耗和腔薄膜反射率对滤波器透射光谱的强度、带宽和精细度的影响。

结果表明,传输损耗越大,透射光谱的强度变小,带宽越大;反射率越大,透射光谱的强度变小,但带宽变小,精细度增大。

考虑了滤波器的透射光谱强度和精细度等因素,提出一个合理的腔薄膜反射率,优化了滤波器的设计参数。

关键词:滤波器;L i N b O 3光波导;F 2P 腔;传输损耗;精细度中图分类号:T N253 文献标识码:AAna lysis and desi gn of F 2P cav ity resona tor f ilters w ithL i Nb O 3opti ca l wavegu i desFU Yun 2liang1,2,YUAN Yi 2fang 1,WU Ying 2cai 1,CHEN B ao 2xue1(1.College of Op tics and Electr on I nf or mati on Engineering,University of Shanghai f or Science and Technol ogy,Shanghai 200093,China;2.Depart m ent of Physics,Hainan Nor mal University,Haikou 571158,China )Abstract:W ith the transfer matrix method,the trans m issi on coefficient of a F 2P cavity filter with a L i N b O 3op tical waveguide is reas oned out .By computer si m ulati on,the effects of structure para meters of the F 2P cavity filter on the trans m issi on light intensity,band width and finess are analyzed .The results show that the trans m issi on light intensity beco mes weaker and band width becomes wider with the increasing of p r opagati on l oss,and that with the increasing of reflectivity,the trans m issi on light intensity becomes weaker and the band width becomes narr ower,however the finess becomes increscent .The op ti m izing para meters of the F 2P cavity filter are given by considering the trans m issi on light intensity and finess .Key words:filter;L i N b O 3op tical waveguide;F 2P cavity;p r opagati on l oss;fineness 基金项目:上海市科学技术发展基金资助项目(012261026)作者简介:符运良(19642),男,博士研究生,副教授,现从事光通信器件的研究。

负滤光片膜系讨论与修改

负滤光片膜系讨论与修改
刘金城
【期刊名称】《哈尔滨工业大学学报》
【年(卷),期】1999(031)003
【摘要】阐述了实验室条件下修改理想负滤光片膜系的可行性，采用新膜系镀制
的光学器件满足了单态氧二聚物非线性效应实验研究的需要，修改后的负滤光片膜系用到三种介质材料（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２）５：３混合料，ＺｒＯ２及ＳｉＯ２，比理想负滤光片系所用材料减少一种，膜系由高级次修改为调谐比，不但保证了反射带宽度而且降低了膜层厚度，膜系最外层介质材料由ＳｉＯ２替代ＭｇＦ２提高了光学器件耐用性能，同时，本文对膜系进行了简化处
【总页数】3页(P59-61)
【作者】刘金城
【作者单位】哈尔滨工业大学光电子技术研究所
【正文语种】中文
【中图分类】O436
【相关文献】
1.基于等效层理论的薄膜滤光片中心波长消偏振膜系设计 [J], 俞侃;包佳祺
2.6.5～14μm红外长波通滤光片正面膜系的研制 [J], 朱铄金;朱丽慧;黄清伟
3.斜入射F-P型薄膜滤光片消偏振膜系的仿真分析 [J], 王翀;王刚
4.基于遗传算法的斜入射窄带滤光片膜系优化设计 [J], 俞侃;廖剑锋;张晓丹;包佳
祺;尹娟娟
5.角度调谐滤光片特性分析及膜系设计 [J], 俞侃;刘文;黄德修
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于偏振分束器的C波段可调谐薄膜滤波器

基于偏振分束器的Ｃ波段可调谐薄膜滤波器
俞侃，吉紫娟２，尹娟娟，包佳祺
（．中科技大学文华学院，武汉４０＂；１华３９］４２．湖北第二师范学院物理与电子信扈、学院，武汉４００３２５）
摘要：针对多腔窄带薄膜滤光片在倾斜入射时会产生严重的偏振相关损耗问题，研制了一种基于双折射晶体偏振分柬器、信道间隔为ｌ０ＧＨ０ｚ的角度可调薄膜滤波器。该方法可简化倾斜入射时多腔窄带薄膜滤光片消偏振膜系
２ＤｅａｔｅｔｆＰｙｉｎＥｅｔｎｃ，ｕｅｎｖｒｉ／ｄｃｔｎＨｔａ３２５Ｃｉａ）．ｐｒｎｈｓｓｄｌｃｏｉＨｂｉｉｓｙｏ’ ｕａｉ．，ｎ４００ｈｎｍｏｃａｒｓＵｅｔＥｏ）ｈ
Ａｂｔａｔｎｏｌｕｃｄｎｅｔｅｍｕｔｌ—ａｉａｒｗｂｎｉ— ｌｆｌｒｗｉａｅｈｇｏａｉａｉｎｄｐｎｅｔｏｓｓｒｃ：Ｉｂｉｅｉｉｅｃ，ｈｌｐｅｃｖｔｎｒｏａｄｔｎｆｍｔｌｈｖｉｈｐｌｒｔｅｅｄｎｓｑｎｉｙｈｉｉｅｌｚｏｌ
ｓｒｃｕｅｌｗｏｔｎｏｐｌｒａｉｎｄｐｎｅｔｌｓ．ｈｘｅｉｎｈｗｓｔａｓｔｎｂｅｒｎｅＣｌｅｓｌｏｅｅｔｔｒ，ｏｃｓａｄｌｗｏａｉｔｅｅｄｎｓＴｅｅｐｒｕｚｏｏｍｅｔｓｏｔｔｕａｌａｇａａｉｃｖｒｔｈｉｌｙｈｗｈｌｂｎ．ｏｅＣ．ａｄＫｅｒｓｔｉ — ｌｆｌｒｐｌｒａｉｎｂａｓｌｔｒｂｒｆａｔｎｃｙｔｌｏｌｕｎｉｅｃｙｗｏｄ：ｈｎｆｍｔ；ｏａｉｔｏｅｍｐｉｅ；ｉｅｒｃｉｒｓａ；ｂｉｅｉｃｄｎｅｉｉｅｚｔｏｑ

一种斜入射F—P型薄膜滤光片消偏振设计方法

中图分类号：ＴＮ２２；Ｏ４４４０８．文献标志码：Ａ
ＤｅｌｒｚｔＯＰｔｉｉｍ－ｉｔｒｕｅｎｔｌｅｎｉｅｃｐ０ａｉａｉｎＦ－ｈｎｆｌｆｌｅｓｄｉｉｔｄｉｃｄｎｅ
ＡｂｔａｔＳｐｏａｉａｉｎａｄｐ－ｏａｉａｉｎｗｉｌｓｐａａｅｗｈｅｈｉｆｌｆｌｅｓａｅｕｅｎｔｌｅｓｒｃ：－ｌｒｚｔｏｎｐｌｒｚｔｏｌｅｒｔｎｔｎ—ｉｍｉｔｒｒｓｄｉｉｔｄｉｉｅｅｎｃｄｎｃ．Ｃｅｔａｖｌｎｇｈｆｔｗｏｐａｉａｉｎｂａｔｃｉｉｅｗｉｈｅｃｔｒａｎｒｌｗａｅｅｔｓｏｈｅｔｏｌｒｚｔｏｅｍｓｄｏｎｏｏｎｃｄｔａｈｏｈｅｎｄｐｓ — ａｄｈｏ — ｌｒｚｔｏｎｉｅｓｔｎｔｔｏｐａｉａｉｎ．Ｈｏｖｅａｓｂｎｄｗｉｔｆｓｐｏａｉａｉｓｌｓｈａｈａｆｐ－ｏｌｒｚｔｏｗｅｒ，ｔｌｒｚｔｏｈｅｐｏａｉａｉｎ
Ｔｅｅｏｌｃｍｍｕｉａｉｎ，Ｘｉａ１１１ｎｃｔｓｏ ’ ｎ７０２，Ｃｈｎ；２ｃｏｌｆＰｙｉａｅｔｏｉｓｉａ．ＳｈｏｈｓｃｌＥｌｃｒｎｃ，ｏＵｎｖｒｉ｛ＥｌｃｒｎｃＳｉｎｅａｃｎｌｇｆＣｈｎＣｈｎｄ１０４，ｉａｉｅｓｔｏｙｅｔｏｉｃｅｃｎｄＴｅｈｏｏｙｏｉａ，ｅｇｕ６０５Ｃｈｎ）

斜入射滤光片的偏振相关损耗抑制技术

中图分类号：Ｔ２．Ｎ９９１文献标志码：Ａｄｉ１．６／ｉｎ１０ —０Ｘ１．１１ｏ：０３９．ｓ．０３５１２００．８９ｊｓ０
ＲｅｔａｎｎｇＴｅｈｎｏｏｇｎｔｌｒｚｉｎＤｅｎｄｎｓｒｉｉｃｌｙｏｈｅＰｏａｉａｔｏｐｅｅｔＬＯＳｏｈｅＴｈｉｆｌｉｅｎＯｂｌｑｕｎｉｅｅＳｆｔｎ．ｍＦ＇ｔｒｉｉｌｉｅＩｃｄｎｃ
方法，对单偏振光进行调制，在整个透射带内都实现能将窄带滤光片斜入射时的偏振相关损耗减小至０２ｄ内，根据实际需要可以应用于不同的场合。．Ｂ
关键词：薄膜物理学；窄带滤光片；斜入射；偏振相关损耗
ＡｂｔａｔＴｈｅｔｌｓｒｃ：ｅｃｎｒｗａｅｅｇｈｔｐｌｒｚｔｏｍｏｅｌｅａａｅｂｉｕｌｗｈｎｔｅｍｕｔｌａｉｅａｖｌｎｔｃｈｏａｉａｉｎｆｅｄｓｗｉｓｐｒｔｏｖｏｓｙｌｅｈ１ｐｅｃｖｔｓｉｉｎｒｏａｄｔｉ－￣ｆｔｒｉｎｏｌｕｎｉｅｃ，ｉｈｗｉａｓｈ印ｉｎｒａｉｇｏｅｐｒｚｔｎｄｐｎｅａｒｗｂｎｎｆｍｌｓｉｂｉｅｉｃｄｎｅｗｈｃｌｃｕｔｅｒｄｉｃｅｓｎｆｔｃａｉａ￣ｅｅｄｎｈｉｅｑｌｅｈｌ＇ｏｔｋｓ．ｔｌｓｏｓｙａｅｔｈｐｉａ￣Ｉｗｉｕｌｆｃｅ０ｔｌｓｌｔｃｃｔｎｓｓｅｐｒｏｍａｃ．ｈｅｓｎｏｅｐｌｒｚｔｎｄｐｎｅｔｃｓａｉｙｔｍｅｆｒｎｅＴｅｒａｏｆｔｏａｉａｉｅｅｄｎｓｏｈｏｌ

倾斜入射楔形薄膜滤光片的透射光谱研究

+<华中科技大学文华学院!湖北武汉!J!**,J )<武汉光电国家实验室!湖北武汉!J!**,J
摘!要!角度调谐薄膜滤光片因较大的波长调谐特性和良好的矩形度在密集波分复用系统中得到了广泛的应用"在倾斜入射时薄膜滤光片透射光谱的透射率和半宽不仅受到入射角度的影响!还跟滤光片两端面间的非平行度即楔角的大小有关"详细分析了楔角对对滤光片透射率以及半宽的影响!发现适当的楔角和角度取向能够改善倾斜入射状态下滤光片的透射光谱特性"设计制备了楔角为*&"V的楔形薄膜角度调谐滤光片!实验结果证明保持该楔角的方向与倾斜入射角度相同时会严重的劣化透射光谱的透射率和矩形度!方向相反时则可以提高光谱的透射率以及矩形度!并使器件的波长调谐范围增大约+*6P"
)*+(?!N231.52/-53416*--*4+1<2E-5.67:-;2 M2/+2:*A-253-47563A*4E*/24E2
!!倾斜入射时楔形薄膜滤光片的透射光谱较之原先的高平行度样片会随着楔角方向的不同呈现出不同的特性原有高
平行度角度调谐滤光片的设计入射角度在+LV以内超过时带宽和插损指标会超过+**_DbEOES 系统的设计要求而对于楔角约为*&"V的楔形同膜系滤光片当楔角为正时其透射光谱在+LV倾斜入射时如图L所示其中心波长短移至+ LJL&!6P插损增大到L7]以上半宽接近*&"6P通带带宽降低至*&)6P截止带带宽超过+&J6P透
第!!卷 !第"期! !!!!!!!!!!!光谱学与光谱分析 )*+! 年 " 月!!!!!!!!!!! !.(/012$30$(4567.(/0125%865%4393

倾斜入射楔形薄膜滤光片的透射光谱研究

现象进行抑制。计算以及实验结果表明该方式可以较好的提
高薄膜滤光片在大角度倾斜入射时的透射率和矩形度，能使
波长调谐范围增加１０ｎｌＴｌ左右。
１理论分析
薄膜滤光片是一种高／低折射率材料膜层相间的结构，每层薄膜材料的光学厚度都是四分之一正入射中心波长的整数倍『８］。在前期工作中设计了一种信道间隔为０．８ＩＬｒｒｌ的四腔角度调谐滤光片，通过对间隔层的优化抑制了其在倾斜人射时的偏振敏感性。该角度调谐薄膜滤光片能在从正入射到１５。的角度调谐范围内实现约２Ｏｎｍ的波长调谐范围Ｌ９］。高／低折射率膜料分别为ＴａｚＯｓ和ｓｉ０２，折射率分别为ｎ一２．ｏ５和。一１．４６，设计的正入射中心波长在１５６３ｎｒｎ处该滤光片的膜系结构如式（１）所示。
（１）
Ｇ／［（ｒＬ）２Ｌ３Ｈ４Ｌ３Ｈ２Ｌ（ＬＨ）Ｌ（ＨＬ）２Ｌ３Ｈ４Ｌ３Ｈ２Ｌ（ＬＨ）。Ｌ（ＨＬ）。２Ｌ３Ｈ４Ｌ３Ｈ２Ｌ（ＬＨ）。Ｌ（ＨＬ）２Ｌ３Ｈ４Ｌ３Ｈ２Ｌ（ＬＨ）］／Ａ对于多腔结构的薄膜滤光片，为便于分析通常可以采用薄膜光学理论中的有效界面法进行等效简化计算口。该方法的原理是从选定膜系的最中间一层薄膜进行分离，两端的膜层依次进行等效成为一个膜层，最终整个膜系可等效为两当倾斜入射时，薄膜滤光片的透射特性会发生明显的变化。透射光谱的稳定性除了受到倾斜入射导致的光程差变化的影响外，还与透射光束输出模场的展宽程度有关。而透射模场的展宽不仅受到入射角度的影响，还与滤光片两端面问的平行度密切相关。受到当前滤光片制备工艺的限制，无法保证滤光片两端面的绝对平行，所以实际制备的薄膜滤光片

斜入射法测量蓝宝石基片仿真分析与实验

第 41 卷第 2 期 2019 年 4 月
光学仪器 OPTICAL INSTRUMENTS
Vol. 41，No. 2 April，2019
文章编号：1005-5630(2019)02-0006-07
DOI: 10.3969/j.issn.1005-5630.2019.02.002
斜入射法测量蓝宝石基片仿真分析与实验
刘致远1，陈磊1，朱文华1，丁煜1，韩志刚2
（1．南京理工大学电子工程与光电技术学院，江苏南京 210094； 2．南京理工大学先进发射协同创新中心，江苏南京 210094）
摘要：为获取具有微米量级变化的蓝宝石基片的面形分布，采用斜入射法拓展数字干涉仪测量范围。根据斜入射测量原理，推导了斜入射角、平面面形偏差与系统波像差之间的关系。通过 Zemax 构建了斜入射测量仿真光路，研究了面形偏差及入射角度对检测结果的影响。通过仿真实验得出最佳斜入射角度等关键参数，并在斐索干涉仪上测量了直径为 100 mm 的蓝宝石基片，测量结果的 PV 为 5.182 μm，RMS 为 1.251 μm。研究了斜入射角对分辨率、灵敏度因子、条纹对比度的影响。研究表明，斜入射角为 70°时，适宜测量矢高值≤5 μm 的蓝宝石基片，引入误差小于 0.1 μm，测量范围是正入射测量范围的 1.46 倍，且能获得适宜的条纹对比度。
（1. School of Electronic and Optical Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China;
2. Advanced Launch Corporative Innovation Center, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China）

可见光消偏振介质分光薄膜的研制

科技前沿1科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 分光膜被广泛应用在各类的光电仪器、激光、光电显示设备和光存储等领域,并在分束镜应用中起到了至关重要的作用[1]。

通常情况下分束镜总是倾斜着使用,它能方便地把入射光分离成反射光和透射光两部分。

在可见光范围内,透射和反射比为50/50的中性分束镜最为常用[2]。

当分光膜用于光线倾斜入射时,不可避免地会产生偏振效应,可以利用偏振效应来设计偏振分光膜[3]。

理想的消偏振分光膜,应该在一个较宽的波段范围内,使S偏振光和P偏振光具有相同的反射率和透射率,使入射角具有一个合理的范围,而且没有吸收[4]。

Doak [5]和Costich [6]较早提出消偏振理论,但是可选择的工作波长和薄膜材料受到限制,而且工作波长和入射角的范围都非常有限,没有达到理想的消偏振效果。

该文利用Global Optimization和Needle合成法,设计并研制了在可见光范围420～680nm波段与40°～50°角度变化的介质消偏振分光膜。

1 膜系设计与材料选择1.1偏振理论当光线倾斜入射时,p 和s 不同,将引起偏振分离n ,通常n 定义为:)1(1cos 1cos cos /2sin 22n n n n n o s p(1)式中o 和分别为光在入射介质和膜层中的入射角,o n 和n①作者简介:祖兴宇(1989—),男,吉林长春人,在读硕士研究生,主要从事光学薄膜方面的研究。

导师简介:李琳(1984—),女,吉林长春人,讲师,硕士生导师,主要从事光学薄膜方面的研究。

可见光消偏振介质分光薄膜的研制①祖兴宇李琳付秀华(长春理工大学光电工程学院吉林长春 130022)摘要:在现代光学测试和光学应用中,基于分束镜的分光效率特点,研制出了一种高稳定性的介质消偏振分光膜。

光消偏振介质分光薄膜采用了等效折射率和等效厚度的选材方式,并对高低折射率材料的匹配进行了优化处理,得到了高低折射率材料组合的优选结果。

光学薄膜中的偏振效应

tan
-1
其相应的本征向量为 1 1 V1 = , V2 = 0. 251 5 23. 976 2
, ( 14)
相应的本征值为 D1 = - 0. 524 1 - 0. 851 6 i , D2 = 0. 524 1 - 0. 851 6 i ,
在光学系统中为了控制光的偏振状态一方面可以利用薄膜的这一特性来消除光学系统中不想要的偏振效应以保持光的偏振状态另一方面可以利用薄膜的偏振特性来制作薄膜位相延迟片以代替传统的偏振光学元件如线偏振器和晶体位相延迟片等使得光学系统更加紧凑并为工程提供通过其他方法所不能得到的更多自由度尤其是光学薄膜允许同时对光的两个偏振状态薄膜偏振效应的基本理论对于任一多层膜堆在倾斜入射时一般光和s光的反射率透射率和位相移动不同致入射光的偏振状态在透射光与反射光中不能保持
况 , ( 1) 在两个未镀膜的媒质界面上 , 尽管两个偏 δS - δP ) 为 0° 振状态的位相差δ( 或 180° , 但一般他们的反射率 R S 和 R P 以及透射率 T S 和 T P 是不同的 ; ( 2) 在全内反射 ( TIR) 时 ,有 R S = R P = 100 % , 但位相差δ 可能为 0° 与 180° 之间的任意值 ; ( 3) 在金属镜以及单层或多层薄膜系统 ( 无论是介质还是部分吸收) 中 ,一般两个偏振状态的反射率 R 、透射率 T 以及相移δS 和δP 都是不同的。
经计算得 - 0 . 461 8 - 0 . 851 6 i ′ GR = 20 . 247 9
20 . 247 9
0 . 461 8 20 . 851 6 i
( 13)
,
下面以全内反射角立方棱镜为例进行分 [7 ] 析。如图 2 所示 , A CO , A B O , B CO 是角立方反射镜的三个平面 , 分别设为面 1 、 2、 3 ,光线在每个平面的入射角为 θ = cos ( 1/ 3 ) = 54 . 7°, ( 9) 假设全内反射棱镜由 K9 玻璃制成 , 则折射率 n = 1 . 52 , 由于全反射时 ,

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

Ｘｉａｎｔｕｅｏｏｔ＆Ｔｌｃｍｍｕｉａｉｎ，ｎ７０１１ＣｉａｎＩｓｉｔｆＰｓｔｅｅｏｎｃｔｓＸｉ１２，ｈｎ；ｏａ
２ＳｈｏｏＰｙｉｌｌｔｎｃ，ｎｖｒｔｏｌｃｏｉＳｉｎｅａｄＴｃｎｌｙｏｈａＣｅｇｕ６０５，ｈａ．ｃｏｌｆｈｓａＥｅｒｉＵｉｓｙｆｅｔｎｃｃｃｎｅｈｏｇｆｉ，ｈｎｄ１０４Ｃｉ）ｃｃｏｓｅｉＥｒｅｏＣｎｎ
文由一种膜系设计方法，采用三种不同折射率材料，出多层膜系结构。分别对单腔和三腔的得三种实例膜系进行了计算求解及仿真分析，结果表明此方法设计的多膜滤光片具有良好的消
偏特性。
关键词：薄膜滤光片；倾斜入射；中心波长；通带宽度；消偏振设计
斜入射Ｆ— Ｐ型薄膜滤光片消偏振膜系的仿真分析
王种，王刚
（．１西安邮电学院电子与信息工程系光学与光信息实验室，陕西西安７０２；１１１
２电子科技大学物理电子学院，．四川成都６０５）１０４
摘
要：滤光片在斜入射时，ｓ偏振光和Ｐ偏振光的中心波长及通带宽度会发生分离现象。本
低折射率层假定由ＳＯ（：１４８组成。这ｉ：ｎ．５）
致一。本文采用三种材料的膜系结构，可使滤光
片的两种特性分离现象都得到较好的解决。
２计算基础
样对于一个给定值ｍ，方程式（）式（）１、２联立可解
基金项目：西安邮电学院中青年基金项目（ｏＺ２０一６资助。Ｎ．Ｌ０８ｌ）作者简介：瓣（９２一）男，王１７，硕士，师，讲主要研究方向为光学，光通信器件，光学薄膜，光信息技术及光纤传输。Ｅｍｉｃ７＠・ａｌｗ２：
ＡｂｔａｔＣｎｒｌｗｖｌｎｔｎａｓａｄｗｉｔｈｒｃｅｓｏ－ｏａｚｔｎａｄＰｐｌｒｚｔｎｗｌｓｐｒｔｈｎｓｒｃ：ｅｔａｅｅｇｈａｄｐｓｂｎｄｈｃａａｔｒｆＳｐｌｒａｉｎ — ａｉａｉｉｅａａｅｗｅａｉｏｏｏｌｔｅｆｔｒｉｌｄＴｉｐｐｒｇｖｓＵｌ —ａｅｌｔｃｕｅｆｍｎｅｉｎｍｅｈｄｗｉｈａｏｔｔｒｅｒｆａｔｅｈｌｓｔｔ．ｈｓａｅｉｅＳｍｕｔｌｙｒｆｍｓｓｒｔｒｒｏｅｄｓｇｔｏｈｃｄｐｓｈｅｅｒｃｉｉｅｉｅｉｉｕｏｖｉｄｘｍａｅａｓＳｍｕａｉｎｃｌｕａｉｎｆｔｒｅｃｎｒｔｌｒｄｓｇｓｆｒｓｎｌａｉｎｈｅａｉｅｒｖｈｔｎｅｔｒｌ．ｉｌｔａｃｔｓｏｈｅｏｃｅｅｆｔｅｉｎｏｉｇｅｃｖｔａｄｔｒｅｃｖｔｓｐｏｅｔａｉｏｌｏｉｅｙｉ
Байду номын сангаас
ｋ（实数）为
（）１
偏振光中心波长会发生分离
。另一变化是：Ｓ
同时，：令
：
偏振光的通带宽度小于Ｐ偏振光。因此如果在设
２
计滤光片膜系时，如果能想办法使两个偏振方向的反射率大小相等，它们的通带宽度会趋于一则
第４０卷第３期
２１００年３月
激光与红外
ＬＥＡＳＲ＆ＩＦＲＥＮＲＡＤ
Ｖｏ．０．ｏ３１４Ｎ．Ｍａｃ２１ｒｈ，００
文章编号：０－７（０００－９－１１０８２１）３２０３０５００
・光学材料器件与薄膜・
中图分类号：４４４０８．文献标识码：Ａ
ＳｍｕａｉｎａａｙｉｆＦ－ｔｉｆｌｏｐｌｒｚｎｌｅｓｕｅｉｌｔｏｎｌｓｓｏＰｈｎ－ｍｎｎ－ｏａｉｉｇｆｔｒｓｄｉｉ
ｉｉｅｎｉｅｃｎｔｔｄｉｃｄｎｅｌ
１引言
Ａ／，。４即为四分之膜系；入射角为，参数ｍ待定。由文献［］令：７，
：＝
有角度使用的情况下，多膜滤光片两偏振光的光学特性会发生两个显著的变化，针对此现象，有一
些相关的研究＿ＪＪ。其中一个变化是：ｓ偏振光与Ｐ
ｔｅｍｅｈｄｉｆａｉｌ．ｈｔｏＳｅｓｂｅ
Ｋｅｒｓｔｉ・ｌｆｔｒ；ｉｅｎｉｅｃ；ｅｔｖｌｎｈ；ａｓａｄｗｄｈ；ｏ・ｏａｉｎｅｉｎｙｗｏｄ：ｈｎｆｍｌｓｔｔｄｉｃｄｎｅｃｎｒｗａｅｅｇｐｓｂｎｉｔｎｎｐｌｒｉｇｄｓｇｉｉｅｌｌａｔｚ
ＷＡＮＣｏｇ，ＡＮＧＧａｇＧｈｎＷｎ
ｆ．ｈａｏａｏｙｏｐｉｓ＆ＯｐｉａＩｆｒｔｎ，ｅａｔｎｆＥｅｔｎｃ＆Ｔｌｃｍｍｕｉａｉｎｇｎｅｉｇ，ＴｅＬｂｒｔｒｆＯｔ１ｃｔｌｎｏｍａｉＤｐｒｍｅｔｌｃｒｉｃｏｏｏｅｅｏｎｃｔｓＥｎｉｅｒｏｎ