光电所在微透镜增透膜膜系设计方面取得进展

  中国科学院光电技术研究所薄膜光学技术研究室在微透镜增透膜膜系设计方面取得进展:通过兼顾微透镜上光线入射角和膜层厚度分布,全面优化增透膜膜系设计,实现对微透镜光学性能的显著提升。

  微透镜是精密光学系统中常用的光学元件之一,一般为了优化光通量和成像质量,需要在其表面镀制增透膜。但由于微透镜特殊形状和尺寸,使得在微透镜上制备光学性能一致性良好的增透膜极具挑战。增透膜膜系设计决定了微透镜的光学性能。为了优化微透镜增透膜膜系设计,微透镜上光线入射角和膜层厚度分布需要全面考虑。现有的商用软件在执行增透膜膜系设计时仅能考虑光线入射角,而不能兼顾膜层厚度分布,因此不能实现对微透镜增透膜膜系的最佳设计。

  以通光口径10mm、曲率半径10mm的凸透镜为例,要求设计出在480-720nm波段范围上光学性能一致性良好且透过率优于99.6%的增透膜。对平行光束照射而言,该凸透镜上光线入射角分布范围为0- 30°;真空镀膜过程中沉积到微透镜上膜层厚度均匀性约为86.2%。光电所在研究中比较了三种膜系设计方法,分别是:D1、不考虑微透镜上光线入射角和薄膜厚度分布;D2、仅考虑入射角分布,未考虑膜层厚度分布。上述两种设计方法是现有商业软件能实现的;D3、同时兼顾微透镜上光线入射角和膜层厚度分布。基于这三种设计方法,分别获得微透镜上不同矢高处,在480nm-720nm 波段上的剩余反射光谱,如下图所示。对应D1、D2和D3设计,微透镜上透过率优于99.6%区域占总的通光孔径比例分别为23%、43.6%和100%。此结果充分证明了光电所设计方法的优越性。相关成果发表在Chin. Opt. Lett上。

  来源:光电所