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(shè)計方面取得進展:通過兼顧微透鏡上光線入射角和膜層厚度分布,全面優(yōu)化增透膜膜系設(shè)計,實現(xiàn)對微透鏡光學(xué)性能的顯著提升。
微透鏡是精密光學(xué)系統(tǒng)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(zhàn)。增透膜膜系設(shè)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(shè)計,微透鏡上光線入射角和膜層厚度分布需要全面考慮。現(xiàn)有的商用軟件在執(zhí)行增透膜膜系設(shè)計時僅能考慮光線入射角,而不能兼顧膜層厚度分布,因此不能實現(xiàn)對微透鏡增透膜膜系的最佳設(shè)計。
以通光口徑10mm、曲率半徑10mm的凸透鏡為例,要求設(shè)計出在480-720nm波段范圍上光學(xué)性能一致性良好且透過率優(yōu)于99.6%的增透膜。對平行光束照射而言,該凸透鏡上光線入射角分布范圍為0- 30°;真空鍍膜過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(shè)計方法,分別是:D1、不考慮微透鏡上光線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(shè)計方法是現(xiàn)有商業(yè)軟件能實現(xiàn)的;D3、同時兼顧微透鏡上光線入射角和膜層厚度分布。基于這三種設(shè)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(yīng)D1、D2和D3設(shè)計,微透鏡上透過率優(yōu)于99.6%區(qū)域占總的通光孔徑比例分別為23%、43.6%和100%。此結(jié)果充分證明了光電所設(shè)計方法的優(yōu)越性。相關(guān)成果發(fā)表在Chin. Opt. Lett上。