论文部分内容阅读
在可见光和红外波段,金属介质组合薄膜相位延迟器兼具金属膜的宽光谱、高反射特性、稳定相位延迟和介质膜吸收小的特性,利用较少的介质膜层数和一层金属膜实现高反和270°相位延迟。
本文以金属-介质组合薄膜相位延迟器的设计与制备为主线,从理论设计到膜系制备与应用,对金属-介质组合薄膜相位延迟器逐层深入研究,主要内容包括以下三部分:
在入射角45°,波段△λ=1000～1100nm内,利用Ag膜的高反射率和稳定的相位延迟特性,首次引入(Gires-Tournois)G-T腔调节相位,设计金属介质组合宽带反射式270°相位延迟膜,。分别以两组材料设计:
(1)Ag/Al2O3/TiO2/SiO2:入射角45°,设计波段△λ=1000～1100nm内,获得反射率R≥99.95%,平均反射率-R=99.98%,相位延迟269.2°≤△≤270.8°,平均相位延迟-△=270.1°,同时利用Al2O3层增强Ag与基底以及Ag与介质层的粘附性,并分析了物理厚度、折射率、入射角以及敏感层对光谱性能的影响。
(2)Ag/Al2O3/HfO2/SiO2:入射角45°,设计波段△λ=1030～1100nm内,获得反射率:R＞98.4%,相位延迟:263.3°＜△＜270.8°。
制备Ag/Al2O3/HfO2/SiO2膜系,分析不同膜系段对反射率和相位延迟影响,将其分成高反膜系和相位延迟膜系两部分制备。在设讣带宽1030～1100nm内,实现反射率R＞95.7%,平均相位延迟为277°±6.7°,其中在1064nm处实现反射率R＞98%,相位延迟为271°±2°。对制备结果分析拟合,拟合结果与测量值的重复性较好。在入射角为45°时,获得损伤阈值(LIDT)为3.8J/cm2(1064nm,12ns)。空气中放置四个月后,样品的反射率和相位延迟没有明显变化。
根据金属介质组合宽带反射式相位延迟膜的设计结果和相位特性,设计可调宽带相位自补偿延迟器,按照使用需要,通过调节不同的入射角实现相位自补偿延迟或者一定相位延迟范围内单调变化,并给出三种应用实例。