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短波通滤光片的研究

作　者: 王庆
导　师: 李庆波
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 光学
关键词: 二向色镜薄膜光学膜系设计计算机仿真工艺
分类号: O484.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 215次
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内容摘要

在彩色电视、电影、印刷等彩色分光系统中要使用二向色镜，它是一种使红光反射、绿光透射的截止滤光片。为了使绿光高增透，红光高反射，本论文从实际需要出发，结合现有的条件和技术，设计并制造出了满足监控波长是650nm，在400—510nm波段都是高增透，在600—640nm波段高截止的滤光片。我们首先从薄膜光学理论入手，系统地分析了薄膜知识，对薄膜的反射率和透射率进行了系统研究，进行了膜系设计；其次，对所需膜料的性能理化参数进行分析，考虑到膜层匹配等问题确定了膜料：再利用计算机进行了仿真找出最佳的设计方案确定出该滤光片的实际工艺参数；在蒸镀过程中，考虑了不同工艺参数对膜层性能所产生的影响，及时采取了相应的措施，如过程控制等等；对镀制的结果进行了较系统的误差分析，并提出了减小误差的办法。对滤光片结果检测为：该滤光片在380—510nm范围内达到了高增透，且平均透射率达到了85％以上；在550—640nm范围内达到了高截止的要求，其最大透射率达到了1％以下；为进一步评价截止滤光片在从通带向截止带过渡的特性，引入过渡区斜率作为一个新的评价参数即截止波长处的斜率，经测量各项指标均达到了设计要求。文中给出了Balzers BAK 600型镀膜机制作滤光片的工艺过程。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-15
  1.1 光学薄膜的发展历史与现状  10-11
  1.2 本课题研究背景  11-12
  1.3 滤光片的分类  12-14
  1.4 本课题的研究内容、目标及意义  14-15
第2章薄膜光学的理论基础  15-40
  2.1 薄膜光学引言  15
  2.2 薄膜干涉  15-19
    2.2.1 双光束干涉  15-17
    2.2.2 多光束干涉  17-19
  2.3 电磁理论基础  19-23
    2.3.1 麦克斯韦方程组  19-20
    2.3.2 光学导纳的推导  20-22
    2.3.3 边界条件  22
    2.3.4 菲涅尔公式  22-23
  2.4 薄膜反射率与透射率的计算  23-33
    2.4.1 单一界面的反射率  23
    2.4.2 单一界面的透射率  23-24
    2.4.3 有效导纳的引入  24-25
    2.4.4 干涉矩阵  25-28
    2.4.5 单层膜系的反射率  28-32
    2.4.6 多层膜系的反射率  32-33
  2.5 对称多层膜和赫平折射率  33-35
  2.6 赫平折射率用于λ/4多层膜  35-36
  2.7 通带的透射率  36-38
  2.8 通带波纹的压缩  38-39
  2.9 本章小结  39-40
第3章短波通滤光片的膜系设计  40-54
  3.1 参数要求  40
  3.2 膜料的光学性质及选择  40-46
  3.3 膜系设计  46-53
    3.3.1 短波通滤光片理论上的参数  46-47
    3.3.2 短波通滤光片周期数的确定  47-48
    3.3.3 多层膜透射率的计算  48-49
    3.3.4 通带波纹的压缩  49-50
    3.3.5 计算机仿真  50-53
  3.4 本章小结  53-54
第4章短波通滤光片的镀制  54-65
  4.1 真空镀膜机原理及实验装置  54-58
    4.1.1 电子束加热蒸发  55-56
    4.1.2 膜厚监控原理  56-58
  4.2 基片的清洗  58-59
  4.3 短波通滤光片制作的工艺过程  59-62
  4.4 短波通滤光片测试结果  62-64
  4.5 本章小结  64-65
第5章误差成因  65-70
  5.1 引言  65
  5.2 介质色散引起的误差  65-66
  5.3 电解质的吸收和膜层的清洁度产生的误差  66
  5.4 表面粗糙度的影响  66-67
  5.5 光线斜入射及测量引起的误差  67
  5.6 制造过程中产生的误差  67-69
  5.7 环境误差  69
  5.8 本章小结  69-70
结论  70-72
参考文献  72-75
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  75-76
致谢  76

短波通滤光片的研究

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