中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所薄膜光學(xué)技術(shù)研究室在微透鏡增透膜膜系設計方面取得進(jìn)展:通過(guò)兼顧微透鏡上光線(xiàn)入射角和膜層厚度分布,全面優(yōu)化增透膜膜系設計,實(shí)現對微透鏡光學(xué)性能的顯著(zhù)提升。
微透鏡是精密光學(xué)系統中常用的光學(xué)元件之一,一般為了優(yōu)化光通量和成像質(zhì)量,需要在其表面鍍制增透膜。但由于微透鏡特殊形狀和尺寸,使得在微透鏡上制備光學(xué)性能一致性良好的增透膜極具挑戰。增透膜膜系設計決定了微透鏡的光學(xué)性能。為了優(yōu)化微透鏡增透膜膜系設計,微透鏡上光線(xiàn)入射角和膜層厚度分布需要全面考慮。現有的商用軟件在執行增透膜膜系設計時(shí)僅能考慮光線(xiàn)入射角,而不能兼顧膜層厚度分布,因此不能實(shí)現對微透鏡增透膜膜系的最佳設計。
以通光口徑10mm、曲率半徑10mm的凸透鏡為例,要求設計出在480-720nm波段范圍上光學(xué)性能一致性良好且透過(guò)率優(yōu)于99.6%的增透膜。對平行光束照射而言,該凸透鏡上光線(xiàn)入射角分布范圍為0- 30°;真空鍍膜過(guò)程中沉積到微透鏡上膜層厚度均勻性約為86.2%。光電所在研究中比較了三種膜系設計方法,分別是:D1、不考慮微透鏡上光線(xiàn)入射角和薄膜厚度分布;D2、僅考慮入射角分布,未考慮膜層厚度分布。上述兩種設計方法是現有商業(yè)軟件能實(shí)現的;D3、同時(shí)兼顧微透鏡上光線(xiàn)入射角和膜層厚度分布。基于這三種設計方法,分別獲得微透鏡上不同矢高處,在480nm-720nm 波段上的剩余反射光譜,如下圖所示。對應D1、D2和D3設計,微透鏡上透過(guò)率優(yōu)于99.6%區域占總的通光孔徑比例分別為23%、43.6%和100%。此結果充分證明了光電所設計方法的優(yōu)越性。相關(guān)成果發(fā)表在Chin. Opt. Lett上。