光通信系统近红外

1、 1.11.1研究背景和意义研究背景和意义自年梅曼发明世界首台红宝石激光器以来，激光以其单色性好、方向性强及功率密度大等良好的光束特性而得到广泛的应用。近几十年来，随着光学元器件技术的逐渐成熟，空间光通信技术也已成为了现代通信技术发展的一个重要方面。21世纪，为了提高通信速率、增大通信容量，对光通信提出了更高的要求。目前光通信正在向高速、大容量、宽带、长距、低成本方向迅速发展。光通信系统中，光收模块起着重要作用，它把接收到的光信号转换成电信号，其中发挥主要作用的是光电探测器。光电探测器是一种把光辐射信号(光能量)转变为电信号(电能量)的器件，其工作原理是基于光辐射与物质的相互作用所产生的光电效

2、应1。在军事方面，空间光通信可广泛应用于海洋舰艇编队作战、飞机间的通信、卫星和地面之间在无线电保密期间的通信等方面，为建立全世界的光电一体化战场的综合网络提供了全面的通信手段。美国、英国、俄罗斯、日本以及欧洲等各国在空间光通信领域均长期投入了大量物力和人力进行相关研究2-3。 2.12.1主要研究内容主要研究内容随着航天红外技术在光通信等领域的广泛应用和不断发展，航天光学系统的工作光谱范围也随之增加，技术指标也越来越高4-5，从起步阶段的单光谱范围到现在的多光谱范围，同时覆盖可见到远红外。伴随着航天科技的快速发展，这就使得具有宽光谱覆盖范围、高反射率（透射率）、可靠性好、以及能够工作在空间环境

3、与地面的高性能的多波段干涉截止滤光膜的研制成为现在研究的方向。近年来，国内外对近红外以及中红外光光谱范围内各种薄膜的研究都己取得了一定的成果，但针对1064nm、1200nm-2900nm以及3000nm-5000nm三波段光学干涉截止滤光膜的研制并不多，尤其是以蓝宝石为基底的干涉截止滤光膜。本文根据航天红外技术在光通信方面的技术要求，通过理论分析设计出合理的干涉截止滤光膜膜系。 2.2 2.2 研究方研究方法法1采用解析法设计方法：主要是运用矢量作图法、等效界面法、虚设层法、车比雪夫(ehebyehev)多项式法、对称膜系的等效折射率法、势透射率诱导和导纳图解法等基本的分析手段,对传统的减反

4、射膜、分束镜、高反射镜、干涉截至滤光片、带通滤光片等膜系进行具体的分析和试探,从而设计出符合要求的薄膜。对于特定的某些膜系,这些方法针对性强、效果非常理想6。2应用傅里叶变换(Fouire;transfomr)的方法：可以根据要求的光谱特性得出膜系的折射率分布,也可以用来进行光学薄膜的设计,它的限制主要是由于光学薄膜材料很有限,很多折射率无法实现,影响了这种方法的实用性,但是它可以提供一种很好的启发作用7。 3.1 3.1 研究的重点与研究的重点与难点难点重点与难点：中心工作波长1565nm处高透射。近红外波段高截止。通带半带宽为172nm。 3.2 3.2 前期以开展的工作前期以开展的工作选

5、题完成至今，我们朱老师组织我们见面并讨论研究，经过一系列的努力，包括对课题的讲解与软件的学习，在互联网上搜索学习与选题有关的专业知识、文献等，并引导我们对课题的深入了解。1.经过老师的讲解，并通过看任务书对课题有初步了解。2.在互联网上搜索学习与选题有关的专业知识、文献等，查找有关内容。3.查阅相关软件处理知识，对膜系的选择、光通过滤光膜的图像处理技术有所了解，并对此课设有了具体的工作安排。 4.1 4.1 工作方案工作方案1.使用干涉截止滤光片解决近红外超宽波段高截止的问题。2.研究蒸发材料的特性,选择合理稳定的镀膜材料。3.根据测试结果优化工艺参数,提高所需波长的透过率。 4.2 4.2

6、进度计进度计划划1.第一周至第三周：针对任务书中的要求，准备资料完成开题报告和开题答辩。2.第四周至第十周：利用膜系设计软件，通过两种以上方案进行材料选择和膜系设计，完成外文翻译和中期报告。3.第十一周至第十四周：对膜系进行优化比较，得出最终结论 ，撰写论文。4.第十五周：准备毕业答辩。参考文献参考文献1钟源,黄永清.用于光通信的新型光电探测器J.飞通 光电子技术,2001(3):133-138.2A.Thelen,R.Langfeld.Coating design contest:antireflection coatings for lenses to be used with norma

7、l and infrared photographic filmC.Proc.SPIE,1992,1782:552-601.3Costich V R.Reduction of polarization effects in interference coatingsJ.Appl.Opt.1970,9(4):866-870.4顾培夫，薄膜技术杭州M：浙江大学出版社.1990.24.5Sun J H，Zhang B,XuY,et a1.Preparation and optical properties of SIO2 AR coating,Optical Technique 2000,2(26):104-106.6周九林，尹树百译光学薄膜技术北京J：国防工业出版社.1974.82.7陈国平薄膜物理技术南京J：东南大学出版社.1993.255.8林永,卢伟强光学薄膜原埋M：闺防业出版社.1990.9H.A.Macleod.光学薄膜技术,北京：兵器业出版社.1974.10尹树雨,薄膜光学一理论与实践.科学出版社.1967年11月：1-4.11严一心,林鸡海.薄膜技术M：北京兵器出版社.1994.12刘梦夏,强西林.光学薄膜膜系设计方法及发展趋势.西安工业学院学报，2000,9(20)：194-