高反射率周期性铁电多层膜形成机理研究

利用含聚合物添加剂的前驱体溶液,通过重复甩胶镀膜—热处理工艺制备了PbZrB0.4BTiB0.6B0.6OB3(PZT)和BaTi0.9Sr0.1BO3(BST)铁电多层膜.在特定的波长范围,每个多层膜具有高达90%的光学反射率,且峰值反射率随生长次数的增加而增大.显微技术分析表明每个多层膜是由一系列厚度几乎相等的致密层和厚度也近乎相同的多孔层交替排列形成的一维周期性结构.重点分析了这种周期性结构的可能形成机理,它涉及相分离和高分子聚合物热解两个过程.     

PZT铁电薄膜的制备和应用

介绍了一种制备膜厚为数微米的均匀相和非均匀相(准周期性多层膜)铁电薄膜的有效方法,研究了PZT平面波导结构的光波导特性及准周期性多层铁电薄膜的布拉格反射特性.研究表明厚度在数微米的均匀相铁电薄膜膜层致密,棱镜耦合实验表明该铁电薄膜波导层对光波的传播有良好的限定性能.准周期铁电多层薄膜具有良好的布拉格反射特性,周期数为10以上的铁电多层膜样品在室温下具有90%以上的反射率和约40 nm的反射带宽.     

FTO玻璃衬底上锆钛酸铅多层膜的微结构与光学特性

应用化学溶液沉积法,在涂布氟掺杂SnO2的玻璃衬底上制备了具有16个周期的PbZr0.4Ti0.6O3多层膜,并对其微结构与光学性能进行了研究.测试表明,玻璃基底上的PbZr0.4Ti0.6O3多层膜具有均匀、平整、致密和无裂纹的表面形貌,呈现出由致密层和多孔疏松层交替排列构成的层状结构,且具有单一钙钛矿相.在350～900nm的波长范围内,反射光谱曲线上存在一个中心波长位于450nm、带宽约为41nm、峰值反射率超过91%的高反射率带;与反射光谱相对应,在相同频段的透射光谱曲线上出现了一个与反射带等宽、中心波长位于450nm的透射谷,谷的最小透过率小于6%.这项研究进展对拓展铁电多层膜的应用范围将有积极作用.     

锆钛酸铅多层膜的铁电和介电特性

研究了特异结构锆钛酸铅PbZr0.38Ti0.62O3(PZT)多层膜的铁电和介电特性.同均一相PZT薄膜材料相比,由致密层和多孔层交替排列形成的近周期PZT多层膜具有铁电、介电增强效应.在100V极化电压下,多层膜的平均剩余极化强度达42.3μC/cm2,矫顽场为43kV/cm.大的极化强度值归因于大的膜厚和多孔结构有效释放膜内张应力的结果.室温低频限下,PZT多层膜的表观相对介电常数超过2000.极为有趣的是,在所研究的频率范围,PZT多层膜具有两种截然不同的介电驰豫.低频介电损耗峰源自空间电荷极化;而遵从Arrhenius律的高频介电响应可能同与氧空位Vo"相关的极性缺陷复合体有关.     

非垂直入射激光反射镜的性质

介绍用不同折射率和相同有效光学厚度的两层交替膜(ZnS和MgF_2)作基本材料制成的无损失交替介质多层激光反射镜。当偏振光垂直或平行于入射面时,计算了这种反射镜抑止带中心的反射率和抑止带宽度随入射角的变化。文中附图详细讨论了用计算机计算的反射镜(膜层数达20层)的结果。这些曲线图可根据预定的技术要求简化激光反射镜的设计,并可用来区别抑止带中心的最大或最小光谱反射率。     

长波长软X射线多层膜的设计与制备

“长波长软X射线多层膜的设计与制备”这篇论文介绍了用离子束溅射法制备长波长软X射线多层膜的研究工作,并报道了一种新的材料组合C/Si用于28.4nm(43. 65eV)和30.4nm(40.78 eV)波段的多层膜反射镜,并且用离子束溅射装置制备了正入 射条件下的C/Si多层膜反射镜.同时,用软X射线反射计测量了样品的反射率,从实验结果看出,制备的多层膜样品在28.4nm和30.4nm波段附近的实测正入射反射率分别达到11.4%和14.3%,实验指标达到了国内领先水平,并接近了国际水平.     

平面反射镜光学薄膜的制备

以薄膜原理为基础,通过Essential Macleod软件进行膜系设计.采用电子束加热蒸发的镀膜方式,利用设计工装制备了介质ZrO2-SiO2高反射膜层和金属铝反射膜层.介质高反膜层在1.064μm波长处的反射率达到95%,金属铝反射膜层的在3μm～5μm波段内的平均反射率超过95%.膜层的技术指标和环境适应性能具有优质的质量.     

窄带负滤光片膜层的制备

介绍了光学产品用负滤光片的特点.负滤光片适用于镀制要求某一光谱范围高反射率、其他波段范围高透射的光学零件.讨论了窄带负滤光片膜层的结构特点、反射带宽度、反射率值与膜料及膜系的相对关系,给出了典型的理论光谱特性曲线.镀制出了接近理论光学特性的窄带负滤片膜层,膜层的中心波长定位精度2 nm,中心波长漂移不大于2 nm,非胶合状态下可直接在大气环境中使用.     

非晶硅太阳能电池的光学分析

我们采用一种新方法——光学导纳分析,把非晶硅太阳能电池看作由吸收膜和透明膜组成的多层膜系,计算了该膜系的光学导纳,分析了电池的光学性质。 电池吸收谱中存在干涉峰。通过考察各层膜光学参数对光吸收的影响,发现(ⅰ)高反射背接触的电池结构可增加0.6—0.7μm的吸收,(ⅱ)非晶硅膜厚能改变干涉峰在光谱中的位置;(ⅲ)减反膜(AR)与短波区的反射率密切相关,选择最佳AR膜厚能够减少反射损失;并且AR最佳膜厚几乎与非晶硅膜厚无关。     

1.06 μm 连续激光辐照过程中45 号钢反射率变化机理

为研究合金在连续激光辐照过程中反射率变化机理,建立了积分球反射率测量装置,测量了1.06 m 连续激光辐照过程中45 号钢反射率变化。实验结果表明,激光辐照过程中反射率先快速下降,然后产生周期波动。随着激光功率增大,反射率开始下降点和最小值点对应温度逐渐升高,极大值个数增多。建立了多层氧化膜影响模型,结合氧化膜生长规律,分析了不同结构、不同厚度变化规律氧化膜层的反射率特征,实验结果验证了理论模型的合理性。结果表明,反射率变化主要原因是氧化膜生长引起的多光束干涉与吸收效应。由FeO-Fe3O4-Fe2O3 组成的三层氧化膜中,中间吸收型Fe3O4膜是反射率变化的主要影响因素,最外层Fe2O3 膜引起的干涉效应影响反射率的稳定值,最内层FeO膜的贡献可以忽略。     

Forming Antifouling Organic Multilayers on Porous Silicon Rugate Filters Towards In Vivo/Ex Vivo Biophotonic Devices

We describe the development and optimization of porous silicon photonic crystal surface chemistry towards implantable optical devices. Porous silicon rugate filters were prepared to obtain a narrow linewidth reflectivity peak in the near‐infrared (700–1000 nm) with low background reflectivity elsewhere. The morphology of the mesoporous structures (pore diameter < 50 nm) was such that only small proteins could infiltrate the pores whereas larger proteins were excluded. To provide stability in biological media, we established an approach to build organic multilayers containing hexa(ethylene oxide) moieties in porous silicon. The optical changes associated with organic derivatization were monitored concurrently with FTIR characterization. Furthermore, the antifouling capability of our chemical strategy is assessed and the penetration of different sized proteins into the structure was determined. The structural stability in biological environments was evaluated by incubation in human blood plasma over time while monitoring the optical signature of the photonic crystal.     

一维半导体-有机物型光子晶体的光学特性

理论上采用转移矩阵法研究了具有P30T/AIN多层膜结构的一维半导体-有机物型光子晶体的光学特性.计算结果表明:由厚度分别为30,30nm的P30T,AIN薄膜组成的多层膜结构,在中心波段为275nm处有一不完全的光子带隙存在,反射率最高可达98%;而且可以通过调整薄膜厚度、填充比等参数对光子带隙的位置、反射强度进行调制.因此,这种一维半导体一有机物型光子晶体对在紫外波段获得具有一定功能的光子晶体具有重要的指导意义.     

一维半导体-有机物型光子晶体的光学特性

理论上采用转移矩阵法研究了具有P3OT/AlN多层膜结构的一维半导体-有机物型光子晶体的光学特性. 计算结果表明：由厚度分别为30,30nm的P3OT,AlN薄膜组成的多层膜结构,在中心波段为275nm处有一不完全的光子带隙存在,反射率最高可达98%;而且可以通过调整薄膜厚度、填充比等参数对光子带隙的位置、反射强度进行调制. 因此,这种一维半导体-有机物型光子晶体对在紫外波段获得具有一定功能的光子晶体具有重要的指导意义.     

A compact dual-band bandpass filter based on porous silicon dual-microcavity of one-dimensional photonic crystal

We demonstrate a laser-diode(LD)pumped actively Q-switched laser with Nd:Sc0.2Y0.8Si O5(Nd:SYSO)crystal for the first time.A stable actively Q-switched laser is obtained at dual wavelengths of 1 075.2 nm and 1 078.2 nm.The maximum average output power of 720 m W is obtained at the repetition rate of 15 k Hz under the pump power of8.7 W.The minimum pulse width of 58 ns is obtained at the repetition rate of 5 k Hz under the pump power of 8.7 W,corresponding to the peak power of 1.9 k W and the pulse energy of 112μJ.     

单偏振单模微结构聚合物光纤理论设计

采用全矢量有限元法并结合完美匹配边界条件,设计实现了一种新型结构的单偏振单模（single polarization single mode,SPSM）微结构光纤（Microstructured optical fibers,MOFs）,以聚合物聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate,PMMA...     

多层结构磁光记录介质的优化设计和制备

本文提出了一种计算磁光多层结构光学特性的新方法,它可以用来计算包含有一层或多层磁性薄膜的磁光多层结构的反射率、Kerr角及椭圆度等光学特性,并得到了应用.     

Reflection of electromagnetic waves from a ferromagnet/nonmagnetic-conductor/ferromagnet layered structure

The effect of the exchange interaction between ferromagnet (FM) layers via conduction electrons of conducting interlayers on the equilibrium conditions, reflectivity, and integral susceptibility of an FM/nonmagnetic-conductor/FM layered structure is theoretically investigated. Frequency and field dependences of the reflection coefficient of electromagnetic waves and the integral susceptibility are obtained and analyzed for structures containing different numbers of layers and for the cases of interacting and noninteracting FM layers. It is shown that the resonant behavior of the structure’s reflection coefficient can be controlled through variation of the values of the exchange interaction between the layers and the layers’ thicknesses.     

谐振腔增强型红外光电探测器的反射镜的分析与优化设计

针对顶镜和底镜最上层厚度为二分之一中心波长的分布布拉格反射镜(DBR),引入了现代光学薄膜技术中"虚设层"的概念,并进行了详细的理论分析和说明,用传输矩阵法推导了DBR的反射率,对其顶镜和底镜的反射率在真实器件的条件下进行计算,仿真得到了采用不同的顶层厚度的DBR的反射率及其与Si-DiO2层的对数、波长等的关系,证明了"虚设层"理论分析的正确性,对设计高性能谐振腔增强型红外光电探测器具有指导意义.