钙原子纳米薄膜超窄带光子滤波器

在星载激光对潜通信系统中,为了提高通信距离和系统工作的可靠性，除了需要参数优良的激光器外，接收机必须采用超窄带滤光器，以有效滤除较强的背景光噪声。本项目研究的光子滤波器是一种基于表面等离子激元以及原子共振线附近法拉第反常色散的全固化薄膜型超窄带原子滤光器。 通过金属钙纳米薄膜表面等离激元共振增强效应以及钙原子422.7nm共振线附近反常色散磁光特性研究，掌握新型纳米薄膜原子滤光器的工作新机制，探索碱土金属原子表面等离激元的产生、传输和相互作用机理，理解、掌握光子与电子相互作用和能量传递的演化规律，研制具有"体积小型化、结构简单化、能耗最小化、功能实用化、易于集成化"的超窄带新型光子滤波器，使得滤光器的综合透过率大于20%，等效通频带宽小于0.05nm。

在星载激光对潜通信系统中,为了提高通信距离和系统工作的可靠性，除了需要参数优良的激光器外，接收机必须采用超窄带滤光器，以有效滤除较强的背景光噪声。本项目研究的光子滤波器是一种基于表面等离子激元以及原子共振线附近法拉第反常色散的全固化薄膜型超窄带原子滤光器。 通过金属钙纳米薄膜表面等离激元共振增强效应以及钙原子422.7nm共振线附近反常色散磁光特性研究，掌握新型纳米薄膜原子滤光器的工作新机制，探索碱土金属原子表面等离激元的产生、传输和相互作用机理，理解、掌握光子与电子相互作用和能量传递的演化规律。. 本项目根据原子能级结构理论，我们对钙原子的能级跃迁特性、塞曼效应特性等进行了研究，分析了不同钙原子数密度跟法拉第反常色散滤波特性之间的关系。. 工作物质金属钙的化学性质非常活泼。在空气中，钙会很快被氧化，蒙上一层氧化膜。钙和冷水的作用较慢，在热水中会发生激烈的化学反应，放出氢气。钙也很容易与卤素、硫、氮等化合。金属钙粉末由于表面积较大，极易与水发生化学反应，因此空气中金属钙的稳定性极差。. 本项目采用真空蒸发法以不同沉积速率制备一系列Ca薄膜，研究了不同制备条件下所得纳米薄膜的性能差异。由于金属钙化学性质比较活泼，镀膜工艺参数不同于传统的金、银、铝等金属薄膜，要求高真空度（10-5~10-6 Pa）或超高真空（10-7~10-8Pa）以及高性能保护膜等。因此，优化镀膜工艺，遴选膜系参数尤为重要。实验选择了用MgF2作为最外层的保护层，用CaF2作为中间过渡层，运用真空蒸镀的方法得到了稳定性能较好的金属钙纳米薄膜，在室温条件下，暴露空气中Ca薄膜长期没有明显蜕变现象。根据科技文献检索部门查新报告：该研究内容国内外均未见报导。. 在国内外学术刊物发表论文27篇，获授权国家专利2项，获河南省科技进步奖二等奖1项，河南省教育厅科技进步奖一等奖1项。培养博士研究生2名，硕士研究生4名。