空间光路系统的研究,用于评估基于石英的体积布拉格格的反射性能,应用于法布里-佩罗洞穴
Jiamin Chen1, Gengchen Zhang1, Hejin Wang1
1State Key Laboratory of Extreme Environment Optoelectronic Dynamic Measurement Technology and Instrument, North University of China, Taiyuan 030051, China.
Micromachines
|September 27, 2025
概括
研究人员开发了一种新的自由空间光学系统,以准确测量基于石英的体积布拉格格 (VBGs) 的反射率. 这种系统对于使用Fabry-Perot (F-P) 腔的高温传感应用至关重要,可以在最小的误差下实现高精度.
科学领域:
- 光学和光子学 在光学和光子学.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 传感器技术 传感器技术
背景情况:
- 高温现场传感需要具有高反射性的Fabry-Perot (F-P) 腔镜,并配合热应力.
- 基于石英的体积布拉格格 (VBGs) 提供了一种均的材料解决方案,可以替代FP腔的传统介电薄膜.
- 准确测量VBG的反射率对于评估FP腔传感器性能至关重要.
研究的目的:
- 提出和验证一个自由空间光路反射测量系统,用于确定基于石英的VBG的反射率.
- 使用ZEMAX模拟来优化光学设计,以实现最佳的点尺寸和组件定位.
- 校准测量系统并评估其对微米级格子表征的准确性.
主要方法:
- 设计和建造一个自由空间光路反射测量系统.
- 使用ZEMAX光学模拟软件进行系统优化.
- 测量系统的校准通过量化光学路径损失.
- 实验测量VBG反射率,并与模拟结果进行比较.
主要成果:
- 在校准后,测量系统的最大误差仅为1.2%.
- 基于石英的VBG的测量反射率为30.84%.
- 实验结果与多物理场模拟有很好的一致性,偏差低至0.85%.
结论:
- 开发的自由空间光学系统为测量VBG反射率提供了可靠和高度准确的方法.
- 该技术适用于表征微米级VBG,这对于均的集成FP腔传感器至关重要.
- 该研究验证了VBG制备技术,并为先进的光学传感应用提供了核心支持.
