紫外激光荧光显微成像技术在光学薄膜损伤测试中的应用
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紫外激光器增透膜的制备作者:杨洁付秀华唐浩龙王正凤来源:《商场现代化》2011年第30期摘要依据薄膜光学的基本理论,选取Al2O3与MgF2作为薄膜材料,在JGS1基底上,采用离子源辅助沉积的真空镀膜方法,制备出工作波段在240hm~280nm间,具有高透射率大于99.5%的光学薄膜。
通过调整工艺参数和膜系设计,改善了薄膜的激光损伤阈值。
关键词光学薄膜紫外增透膜离子辅助沉积一、引言紫外激光器的光学系统中,为了降低全固态紫外激光器中各种光学元件表面的反射损耗,提高转换效率,必须在光学元件表面镀制增透膜。
随着对短波段减反膜的要求日益提高,对光学系统的光学元件提出了更高的要求。
二、膜系设计1材料选取针对实际镀制紫外激光器所需要的紫外减反射膜元件的需求,从光学薄膜材料的本征吸收、透明度、折射率、散射性质、机械牢固度、化学稳定性以及激光抗损伤阈值等方面分析。
Al2O3薄膜透明区域在0.2-8μm,因其机械强度高、透明性好、耐磨损、抗腐蚀、有较高的抗激光损伤阈值等特点,适用于镀制短波段增透膜。
MgF2透明区为110nm~10μm,具有低折射率、低表面粗糙度、高透过率和高激光损伤阈值等优异性能,因而作为紫外增透膜,在高功率激光系统有广阔的应用前景。
而且这两种膜料与基底JGS1有较好的匹配所以最终选择这两种高低折射率材料进行层数较少的减反射薄膜的制备。
2膜系设计根据设计要求在JGS1基底上镀膜增透膜,在利用膜系设计软件进行优化设计时,初始膜系对于获得最优化的设计结果至关重要。
按照紫外激光器的光学元件的要求:设计出工作波段在240nm~280nm波段范围内高透过的光学薄膜,初始膜系选用JGS1 I(HL)^3 | Air,其中JGS1表示基底材料石英,H、L分别代表高折射率材料Al2O3、低折射率MgF2,数字3为膜系的周期数,Air表示空气。
采用TFC膜系设计软件对其进行优化。
3薄膜的制备薄膜制备工作是在国产700型真空镀膜机上完成的。
激光共聚焦显微镜的原理与应用范围讲解激光共聚焦显微镜的原理与应用范围激光扫描共焦显微镜是在传统光学显微镜的基础上,利用激光作为光源,采用共轭聚焦原理和装置,通过计算机对被观察物体进行数字图像处理的一套观察、分析和输出系统。
光学成像的分辨率提高了30%~40%。
荧光探针被紫外线或可见光激发,以获得细胞或组织内部微观结构的荧光图像。
在亚细胞水平上观察生理信号和细胞形态的变化。
它已成为形态学、分子生物学、神经科学、药理学、遗传学等领域的新一代研究工具。
1激光扫描共聚焦显微镜(lscm)的原理就基本原理而言,共焦显微镜是一种现代光学显微镜。
对普通光学显微镜进行了以下技术改进:1.1用激光做光源因为激光的单色性非常好,光源波束的波长相同,从根本上消除了色差。
1.2利用共焦技术,在物镜的焦平面上放置一个带小孔的挡板,以阻挡焦平面外的杂散光,消除球差;并进一步消除色差1.3采用点扫描技术将样品分解成二维或三维空间上的无数点,用十分细小的激光束(点光源逐点逐行扫描成像,再通过微机组合成一个整体平面的或立体的像。
而传统的光镜是在场光源下一次成像的,标本上每一点的图像都会受到相邻点的衍射光和散射光的干扰。
这两种图像的清晰度和精密度是无法相比的。
1.4用计算机采集和处理光信号,用光电倍增管放大信号图在共聚焦显微镜中,计算机代替了人眼或照相机进行观察、摄像,得到的图像是数字化的,可以在电脑中进行处理,再一次提高图像的清晰度。
而且利用了光电倍增管,可以将很微弱的信号放大,灵敏度大大提高。
由于综合利用了以上技术。
可以说lscm是显微镜制作技术、光电技术、计算机技术的完美结合,是现代技术发展的必然产物。
2lscm在生物医学研究中的应用目前,一台配置完备的lscm在功能上已经完全能够取代以往的任何一种光学显微镜,它相当于多种制作精良的常用光学显微镜的有机组合,如倒置光学显微镜、紫外线显微镜、荧光显微镜、暗视野显微镜、相差显微镜(ph、微分干涉差显微镜(dic等,因此被称为万能显微镜,通过它所得到的精细图像可使其他的显微镜图像无比逊色。
紫外可见分光光度计(UV-Vis分光光度计)是一种用途广泛的光学仪器,可用于测量物质对紫外和可见光的吸收和反射率。
在材料科学和化学领域,紫外可见分光光度计被广泛应用于测试薄膜的反射率。
本文将探讨紫外可见分光光度计测试薄膜反射率的原理。
1. 紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计是一种利用分光仪原理,测量材料吸收或透射光的仪器。
它可以在紫外、可见光范围内测量样品对特定波长光的吸收或反射率。
2. 薄膜反射率测试薄膜反射率是指薄膜表面对入射光的反射能力。
通常使用紫外可见分光光度计来测试薄膜在不同波长下的反射率,以评估薄膜的光学性能。
3. 反射率测试原理在使用紫外可见分光光度计测试薄膜反射率时,通常会将薄膜样品固定在样品舱中,然后利用分光光度计发出特定波长的光,经过样品后被探测器检测。
根据探测器接收到的光强,计算出薄膜在该波长下的反射率。
4. 正弦光束法一种常用的测试薄膜反射率的方法是正弦光束法。
该方法通过调节入射角度和光路长度,使得探测器能够测量薄膜在不同入射角度下的反射率。
这样可以得到薄膜在不同波长和入射角度下的反射率曲线。
5. 测量注意事项在进行薄膜反射率测试时,需要注意样品的制备和处理,确保样品表面平整、无气泡和杂质。
另外,还需要校准仪器,选择合适的波长范围和入射角度,以获得准确的反射率数据。
6. 应用领域薄膜反射率测试在光学材料、太阳能电池、涂料、光学薄膜等领域都有广泛应用。
通过测试薄膜的反射率,可以评估其光学性能,为材料研发和生产提供重要的数据支持。
在紫外可见分光光度计测试薄膜的反射率原理中,正弦光束法是一种常用的测试方法,通过调节入射角度和光路长度,测量薄膜在不同入射角度下的反射率,得到反射率曲线。
在进行测试时,需要注意样品制备和处理,以及仪器的校准和参数选择,以获得准确的反射率数据。
薄膜反射率测试在光学材料、太阳能电池、涂料等领域的应用价值巨大,为材料研发和生产提供重要的数据支持。
紫外可见分光光度计在测试薄膜反射率时,除了使用正弦光束法外,还可以采用其他方法进行测试,例如准直束法、全反射法、矢量法等。
紫外成像技术的原理及应用1. 紫外成像技术的原理紫外成像技术是指利用紫外光进行成像的一种技术。
其原理主要基于紫外光的特性以及物体对紫外光的吸收、散射和透射等作用。
1.1 紫外光的特性紫外光是指波长在10纳米至400纳米之间的电磁波。
与可见光相比,紫外光具有更短的波长和更高的光能量。
紫外光可以分为三个波段,即UVA(320-400nm)、UVB(280-320nm)和UVC(100-280nm)。
1.2 物体对紫外光的作用在可见光范围内,物体大多数会对不同波长的光有不同程度的吸收和反射。
而在紫外光范围内,物体对紫外光的作用更为复杂。
一般来说,物体对紫外光的吸收能力较强,同时也存在一定程度的散射和透射。
紫外光被物体吸收后,会引起物体内部粒子的激发、电离或能级跃迁等现象,从而产生特定的信号。
这些信号可以为紫外成像技术提供成像依据。
2. 紫外成像技术的应用紫外成像技术在许多领域中具有广泛的应用。
下面将介绍紫外成像技术在几个领域的应用情况。
2.1 红外成像紫外光可以透过大气层,因此紫外成像技术常常与红外成像技术结合使用。
红外成像技术可以通过测量物体发出的热辐射来生成热图。
而紫外成像技术可以通过测量物体对紫外光的吸收和散射等现象来生成特定的图像。
将紫外成像技术与红外成像技术结合使用可以获得更全面的图像信息,提高图像的分辨率和准确性。
2.2 制造业在制造业中,紫外成像技术可以用于质量控制、产品检测和产品追踪等方面。
例如,利用紫外成像技术可以检测材料中的缺陷、裂纹和异物等。
同时,紫外成像技术还可以检测产品在制造过程中可能存在的缺陷和不良问题,及时排除隐患,提高产品的质量和安全性。
2.3 医学影像学紫外成像技术在医学影像学中的应用也较为广泛。
医学影像学主要利用紫外光在人体内的吸收情况来生成影像。
例如,紫外成像技术可以用于皮肤病诊断和治疗,通过观察皮肤在紫外光照射下的反应来判断皮肤的健康状况和病变情况。
此外,紫外成像技术还可以用于眼科学中视网膜的成像和异常病变的检测等。
长春光机所深紫外光学薄膜技术研究进展张立超;高劲松【摘要】Developments of Deep Ultraviolet (DUV) coating technologies in Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences (CIOMP) were reviewed. Some researches were carried out systematically to meet the requirements of high quality DUV optical systems for coating processes. Two special systems were customized for evaporation and ion beam sputter deposition techniques respectively, which could coat the substrates for <p410 mm optical elements. After optimizing deposition technology, the typical transmission for a both-side coating sample at 193 nm is in the range of 98. 5%~99%. The factors that effect on the figure accuracy of optical elements wereinvestigated, the obtained thickness uniformity of coatings is 0. 1% rms and it meets the required tolerances of high quality DUV optical system. Coating stresses were measured by using X-ray diffraction technique and their effects on the figure error were analyzed by using finite element simulation. In consideration of the practical utilities of coatings, several kind of solving methods were proposed such as the recovery of the transmission degradation caused by environmental pollution with UV radiation and the accurate control of coating thicknesses based on crystal monitor technique. Finally, it points out the research directions in further based on the results mentioned above.%综述了深紫外光学薄膜技术在中科院长春光学精密机械与物理研究所的研究进展.为满足高性能深紫外光学系统对薄膜光学元件的需求,在以下方面开展了系统研究:定制了两台深紫外光学薄膜专用沉积设备,分别用于高性能深紫外光学薄膜的热蒸发与离子束溅射沉积工艺,实现了φ410 mm光学元件的镀膜;通过优化薄膜沉积工艺,双面镀膜样品在193 nm处典型透过率为98.5%~99%;对影响光学元件面形精度的因素进行了考察,可实现的膜厚均匀性为0.1%(rms),能够满足高质量深紫外光学系统的容差要求;采用X射线衍射方法对薄膜应力进行了测量,并采用有限元方法分析了应力对元件面形的影响;针对影响薄膜实用性能的因素,提出了针对性的解决方法,采用紫外辐照方法恢复了环境污染引起的透过率下降,发展了基于晶振监控法的膜厚精确控制方法.基于这些研究的阶段性成果,明确了下一步的研究方向.【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2012(020)011【总页数】7页(P2395-2401)【关键词】深紫外光学;光学薄膜;薄膜沉积;薄膜测量;透过率;面形精度【作者】张立超;高劲松【作者单位】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室,吉林长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中科院光学系统先进制造技术重点实验室,吉林长春130033【正文语种】中文【中图分类】TB43;TN231 引言作为现代应用光学领域中最重要的环节之一,光学加工能力的高低直接制约着光学仪器与光电系统的可实现性。
新型光学薄膜研究及发展现状摘要:近年来,在光学薄膜的研究当中也出现了许多新的发展方向。
诸如高强度激光膜、金刚石及金刚石膜以及软X射线及其在器件之内的研究和应用情况。
并对光学薄膜的深入研究进行了展望。
关键词:光学薄膜研究新进展引言:随着科学技术的发展,传统的光学薄膜的面貌也正悄然发生着变化。
要知道,传统的光学薄膜是以广德干涉为基础,从而设计和制备增透膜、高反膜以及偏膜及消振膜。
而光学薄膜的制备技术也由传统的真空蒸发发展到如今的使用物理、化学方法镀膜。
譬如激光沉积技术、离子束沉积技术等。
1新型光学薄膜的研究及应用在现代技术发展的过程当中,激光技术及信息光学的发展,乃至光学薄膜,不仅应用于纯光学器件,同时,在光电器件、光通信器件上也得到了广泛的应用。
特别是近现代信息光学以及光电子技术、光子技术的发展,对光学薄膜产品的使用寿命的长短、高可靠性及高强度都提出了很高的要求。
从而发展出一系列新的光学薄膜及其制备技术。
而这项技术所能解决的问题则是如镀膜技术所能有效地使用到生产中去。
“光学薄膜在生产过程当中需要解决的主要的技术问题”。
以及如何解决薄膜的高技术以及高成本之间的矛盾等提供了诸多优质方案。
1.1.高功率激光膜随着科技的不断发展,准分子激光正在广泛地应用于半导体工艺、激光泵浦、激光聚变、以及光化学、分析化学乃至医学等空间技术领域。
与此同时,激光反射镜成为准分子激光器的重要光学元件。
但相比于所选的膜料而言,比可见光区而言,有着非常强的限制。
其制备工艺也相当复杂。
但作为金属反射镜而言,已经不能满足其技术的要求,所以,低损耗全介质反射镜也成为了必须要研制的项目。
而第一次见诸报端还是美国Action公司于1976年开发研制的。
并在351nm 处其反射率达到了99%。
此后,Action公司又于1978年研制了真空紫外多层介质反射镜的新技术。
在波长172nm~193nm处,其反射率也高达96%—98%。
在国内,浙江大学以及上海光机所合作研究了波长为350nm 308nm以及248nm和193nm。
紫外成像技术的原理和应用1. 紫外成像技术的原理介绍•紫外成像技术是一种利用紫外光进行成像的技术。
•紫外光属于电磁波谱中的一部分,波长范围通常为10纳米到400纳米之间。
•紫外光在大气层中的传播受到较强的吸收和散射,因此紫外成像技术通常需要在真空或特殊环境中进行。
•紫外成像技术可以用于检测和观察物体的特定表面特征,如纹理、形状和化学成分。
2. 紫外成像技术的应用领域紫外成像技术在以下领域中有广泛的应用:2.1 网页设计与开发•紫外成像技术可以用于检测和观察网页设计中的特定表面特征。
•通过紫外成像技术,设计师可以更好地了解网页元素的纹理、形状和化学成分,从而改善网页的设计和开发过程。
2.2 地质学和矿物学•紫外成像技术可以用于地质学和矿物学领域中的矿物检测和观察。
•地质学家和矿物学家可以利用紫外成像技术来分析矿物的特征和成分,从而更好地理解地球的地质构造和矿藏分布。
2.3 材料科学•紫外成像技术在材料科学领域中有广泛的应用。
•材料科学家可以利用紫外成像技术来分析材料表面的纹理、形状和化学成分,从而改进材料的性能和应用。
2.4 医学成像•紫外成像技术在医学成像领域中有重要的应用。
•医生可以利用紫外成像技术来观察皮肤和其他人体组织的特征,从而进行疾病的早期诊断和治疗。
3. 紫外成像技术的优势和挑战3.1 优势•紫外成像技术可以提供高分辨率、高对比度的成像效果。
•紫外成像技术可以观察物体的表面特征,对于研究物体的纹理、形状和化学成分具有重要意义。
•紫外成像技术可以在特殊环境下进行,满足特定领域的需求。
3.2 挑战•紫外光的传播受到大气层的影响,因此紫外成像技术通常需要在真空或特殊环境中进行。
•紫外成像设备的成本较高,使用和维护也较为复杂。
•紫外成像技术对环境光的干扰较为敏感,需要采取一定的措施进行抗干扰处理。
4. 结论紫外成像技术是一种利用紫外光进行成像的技术,具有在网页设计、地质学、材料科学和医学成像等领域的广泛应用。
薄膜紫外可见近红外测试
薄膜紫外-可见-近红外测试是一种常用的光学测试方法,用于测量薄膜样品在紫外-可见-近红外光谱范围内的光学性能。
通过测量样品的透射光谱和反射光谱,可以获得样品的吸收系数、折射率、消光系数等光学参数,进而分析样品的成分、结构和性质。
在进行薄膜紫外-可见-近红外测试时,需要注意以下几点:
样品准备:选择合适的样品,可以是固体、液体或气体,根据测试要求进行研磨、筛选等处理。
样品量:根据仪器要求和实验目的,提供适量的样品,一般而言,粉末样品至少需要100mg,块状或薄膜样品应大于2x2cm,液体样品提供5ml左右。
测试条件:在无尘、无震动的实验室内进行测试,保持环境温度和湿度的稳定性,以减小误差。
仪器校准:在测试前需要对仪器进行校准,确保测试结果的准确性和可靠性。
结果分析:对测试结果进行分析和处理,提取样品的吸
收系数、折射率、消光系数等光学参数,并进行相应的分析和解释。