Polymers as masks for Ion implantation

Polymers such as polyimides and photoresists, commonly used in semiconductor processing, have been investigated as high resolution masks for ion implantation. Thin films consisting of these materials were subjected to various implant doses of H⁺, Ne⁺ and Ar⁺ ions and the post implantation surface morphologies investigated. Polyimides maintained their integrity under severe H⁺ and Ne⁺ implant doses as high as 2.4 × 10¹⁶ cm⁻² and 1.0 × 10¹⁶ cm⁻², respectively, whereas photoresists began to degrade at implant doses of 9.6 × 10¹⁵ cm⁻² and 1.9 × 10¹⁵ cm⁻², respectively. When polyimide was H⁺ implanted with doses up to 10¹⁶ cm⁻² its dielectric constant and breakdown strength remained unchanged at 3.5 and 150 V/μm, respectively. However, a gradual increase in the dielectric constant was observed for doses above this level. It was also observed that under the influence of H⁺ implants with beam current densities exceeding 10⁻⁷ A-cm⁻² a hardening of the polyimide occurs, resulting in reduction of the etching rate in an O₂ plasma. The stopping powers of various polymers for H⁺ implants have been measured. The results show that the experimental energy loss rate for protons in these materials lies between 75–100 keV/μm.     

基于可调F-P滤波器的线性波长扫描窄线宽光纤激光器

研制了一种基于可调F-P滤波器的线性波长扫描窄线宽光纤激光器。该激光器采用环形腔结构, 以高增益掺Er³⁺光纤(Er30-4/125)作为增益介质, 以保偏掺Er³⁺光纤(EDF08-PM)作为可饱和吸收体抑制跳模, 同时结合F-P滤波器选频, 获得了单频窄线宽的激光输出。通过线性调节F-P滤波器的驱动电压, 实现了对激光器波长的线性扫描。在两只975nm单模激光器的双向泵浦下, 实验中测得激光器阈值为15mW, 最大输出功率为24.3mW, 3dB线宽约为5.2kHz。当F-P滤波器在6.1~10.2V的线性电压驱动下, 激光器波长的线性扫描范围为1542.404~1558.836nm。     

基于Nd∶YVO4/Nd∶YLF组合晶体的双波长激光器研究

设计了基于Nd:YVO₄/Nd:YLF组合晶体的双波长(1047 nm和1064 nm)激光器。理论分析了 组合晶体双波长激 光器的速率方程,实验研究了在固定抽运条件下双波长激光器的温度输出特性。在实验研究 过程中设置抽运功率为600 mW,调节组合晶体热沉温度以1.0 ℃为间隔逐步增加,当热沉温度从 7.0 ℃增加至22.0 ℃时,激光器获得了频差 范围 为4.58 THz～4.63 THz、功率均衡度可调的双 波长信号 输出。在实验温度上升的范围内,频差最大值出现在8.0 ℃时,为 4.63 THz;频差最小值出现在21.0 ℃,为4.58 THz。 实验结果表明,频差随温度的变化稳定在4.60 THz附近。尤其的当 热沉温度处于17.8 ℃时,获得了功率均衡的、频差为4.58 THz的双波长信号输出,此时功 率为18.48 mW。这种超大频差的双波长激光器在提升功率之后可用于 外差拍频获取太赫兹波信号。     

温度补偿角度相位失配355nm紫外激光器

为研制高稳定、高转换效率的实用化小型紫外激 光器,采用LD端面泵浦Nd:YVO₄激光晶体,Ⅰ类角 度相位匹配LiB₃O₅(LBO)晶体进行腔内倍频,Ⅱ类角度相位匹配LBO晶体进行腔内 和频,基于比例微分积分(PID,proportion integration differentiation)补偿方式的数字温控模块精确温度 调节,补偿非线性晶体角度 相位匹配误差,研制了一台输出波长为355nm的小型紫外激光器。研 制的激光器在重复频率为15kHz、LD泵 浦功率为13.33W时,355nm激光平均输出功 率为1.24W,LD输出波长为804nm,不在Nd:Y VO₄晶体吸 收峰(808nm),但LD泵浦光到紫外激光的转换效率仍达到9. 3%;激光器的输出脉冲宽度为9.8ns,光束质量因子M²_x和M²_y分别为1.8和 1.7,2h内输出功率不稳定度为0.45%。通过调节温度补偿非 线性晶体角度相位失配,为实现高稳定、高转换效率的实用化紫外激光器提供了技术参考。     

频差可变的双纵模双频微片激光器的研究

提出了一种能产生双纵模的双频微片激光器。理论分析了微片激光器纵模生成的原理,并且通过实验实现了微片激光器的双频双纵模输出。实验结果表明,通过调节泵浦电流LD的大小,频差在一定范围内变化;当抽运电流为14.5A时,得到稳定的双频激光输出,相应的频差为85GHz;继续增加抽运电流,频差将逐渐减小,当抽运电流为19.5A时,相应的频差为53GHz。本文的双频激光器在光生毫米波领域有很大用处。     

用于亚Hz量级线宽超稳激光频率噪声评估的高准确度低噪声频率电压转换器研制

超稳激光的频率噪声是评估超稳激光性能的一个 重要指标,一般均需要借助频率电压转换装置将频 率噪声转换为电压噪声来测量。目前市场上现有的频压转换芯片适用于工业控制领域,不能 满足评估超稳 激光所需的低噪声、高输入频率以及大带宽的需求。本文基于锁相环技术设计了一种准确度 高、附加噪声 低的频率电压转换器,介绍了其工作原理,并对其转换系数、准确度和附加频率噪声进行了 测试。实验数 据显示,该频压转换器在24.85 MHz~25.19 MH z频率区间内实现了频率-电压的线性转换;具有较高的准确 度,在100 kHz测量范围内,频压转换误差小于0.5 dB;附加频率噪声在1Hz频偏处的频率噪声小于－10 dB Hz²/Hz,在2Hz~100 kHz的测试带宽内,噪底均低于－20 dB Hz²/Hz,满足测试线宽在亚Hz水平的超稳激光器频率噪声的要求。     

高转换效率LD抽运Cr4+:YAG被动调Q内腔式SrWO4拉曼激光器实验研究

采用Cr⁴⁺:YAG作为饱和吸收体,实现了结构 紧凑的全固态半导体泵浦被动调Q内腔式钨酸锶(SrWO₄) 拉曼激光器,获得了稳定的、高效率的一阶斯托克斯拉曼光,并研究了激光器运转中拉曼光 的偏振特性。泵 浦抽运功率为5.8W时,获得的拉曼激光输出功率为968mW,调Q 脉冲重复率为49kHz,脉宽为7ns, 抽运光到一阶斯托克斯光的转换效率为16.7%,斜效率为18. 6%。这是目前报道的被动调 Q内腔式固 体拉曼激光器所获得的最高转换效率。     

用激光抽运的铯束原子钟的初步试验

作者研制成了用连续可调窄带激光器(GaAs激光器)进行光抽运的无源铯束谐振器。用GaAs激光器光抽运取得了~(133)Cs基态超精细跃迁(频率为9192.631……兆赫)能级闻的粒子数差;并用同一激光器引起的荧光强度的变化检测了微波共振。此装置作为原子钟的初步试验已经完成。     

一种半球谐振子性能参数辨识算法

频差、频率主轴、阻尼差和阻尼主轴等参数是评价半球谐振子性能的关键指标和离子束修调的重要依据。针对传统算法不能辨识阻尼差和阻尼主轴,且频差和频率主轴辨识精度受阻尼差限制的问题,该文提出了一种基于二次型变量E、H、R、S动力学方程的性能参数辨识算法。仿真和实验结果表明,即使谐振子的频差小于阻尼差,算法也能快速准确地辨识频差、频率主轴、阻尼差和阻尼主轴等参数。     

光子晶体光纤激光器功率与温度特性研究

通过实验的方法对掺Yb³⁺双包层光子晶体光 纤激光器的功率和温度特性进行了研究。利用长 度为8m的双包层光子晶体光纤(PCF),在双端泵浦源光功率为260 W时,获得213.4W的高功率单模连 续输出,光-光转换效率为82.1%;同时,由于激光器采用低吸收系 数光纤泵浦,光纤温度未出现明显的非 线性现象,且在最高输出功率时,光纤表面最高温度仅为32℃。该 报道进一步验证了低吸收率的双包层 光子晶体光纤的优良特性,若进一步优化耦合系统及增大泵浦激光器的泵浦功率,该光纤有 望获得更好的性能。     

功率调谐曲线的理论分析

在三级微扰理论下,利用频率分裂驻波激光器中“单模对”运转情况下的自洽方程组和光强的互饱和作用对曾报导过的实验现象(不论激光器充Ne的单同位素还是充Ne的双同位素,也不管输出光的频差多大,随着腔长的调谐,o光和e光的功率变化方向始终是相反的)进行理论上的说明。     

充单同位素Ne的HeNe激光器的一种模式竞争与跳变

在一支HeNe激光器腔长增大的过程中观察了其偏振态的变化,发现它的一种偏振态表现为常亮,另一种偏振态表现为常暗,只有换模时,后者才有机会振荡但又会迅速熄灭,同时它们的光强功率也呈反向变化,这说明两种偏振态的模存在强烈的竞争,且在换模过程中发生了模式跳变,目前尚无对这种现象的具体报道。研究了激光器两种正交模式在腔长调谐时的纵模特性及两种偏振态的光强调谐曲线在频差调整前后的变化,由分析可知:增益介质仅为单同位素Ne是引起两种正交模式偏振异常的原因,并阐述了单同位素Ne对模式竞争的影响。     

根据Ne原子的拉卡模型分析He-Ne纵向塞曼激光器

本文提出了多谱线单纵模塞曼激光器理论,并根据氖原子的拉卡矢量模型计算了632.8nm He-Ne纵向塞曼激光器的振荡频率和光强,最后对所得到的结果进行了讨论.     

利用激光频率分裂技术研制可调谐的红外光拍发生器

本文叙述了利用氦氖激光频率分裂技术研制波长为1150nm的可调谐的红外光拍发生器的实验及其结果，结果表明这种红外光拍发生器拍频的大小可以从40MHz到几百兆赫兹。同时，我们也对其它特性，如模竞争等进行了研究。     

种子注入光学参量振荡器的纵模特性研究

主要对种子注入单纵模光学参量振荡器的纵模特性进行了理论和实验研究。利用数值模拟方法,对光参量振荡器中的场强方程进行了求解,得出在种子注入情况下,单纵模脉冲光参量振荡器的输出光频率主要由谐振腔纵模频率决定,而注入光频率与腔纵模频率的偏差应小于腔纵模间隔。并利用多纵模的Ｈｅ－Ｎｅ激光器作为种子光,成功地获得了单纵模参量光输出     

一种简便实用的高稳定He—Ne激光源

本文论述了一种简便实用的稳定Ｈｅ－Ｎｅ激光光源的方法。该稳光源结构简单，成本低谦，调试使用非常方便，值得推广。     

561 nm全固态单纵模激光器

报道了一台激光二极管端面泵浦的全固态、单纵模561 nm黄光激光器。采用镀制窄带反射膜的方法来抑制增益较大波长的起振,并通过I类临界相位匹配LBO晶体腔内对1123 nm 基频光倍频及V型腔结构,选择单一波长运转,进一步通过F-P标准具选频方法,获得 561 nm 单纵模激光的稳定输出。在泵浦功率为2.4 W时,获得了80 mW的561 nm单纵模激光,光-光转换效率为3.3%,纵模线宽为24.1 MHz。该激光器在人眼黄斑病变治疗仪及流式细胞仪等生物医学领域,具有很高的实用价值,是近年全固态激光器的研究热点之一。     

CuBr激光器的自锁模的极限和单纵模运转

本文报道了在小尺寸的CuBr激光器中,采用三镜复合腔的模式淬灭效应,通过调整复合腔的结构参数,使CuBr激光的纵模间隔在660MHz的范围内实现可调,从而在实验上清晰地观察到CuBr激光自锁模的极限。同时,在复合腔CuBr激光器中,首次实现了激光的单纵模运转。     

大频差双折射双频Nd:YAG激光器

提出并论证了一种新型双频激光器研究方案,即在激光二极管(LD)抽运Nd:YAG激光器的谐振腔内,插入一只集纵模选择与纵模分裂于一体的多功能元件――晶体石英F-P标准具。因腔内存在双折射效应,每一激光纵模分裂为两个相互正交的线偏振模,即o模和e模;同样,Nd:YAG激光增益带宽范围内标准具的唯一透射极大峰也一分为二,即分裂为o峰和e峰。使一个o模位于o峰的峰顶处,并使一个e模位于e峰的峰顶处,即可实现o模和e模的同时运转。将厚度为0.645mm,切割角(晶体光轴与晶体表面法线间的夹角)为10°的晶体石英F-P标准具,置于腔长为40mm的Nd:YAG激光谐振腔内,获得了双纵模同时振荡输出,其频差约为2GHz。     

Planar stripe with waist/notch (swan) injection laser

This letter describes a novel planar stripe-geometry injection laser (termed the Swan laser), showing a single transverse and longitudinal mode operation, made by a simple fabrication method. This stripe geometry is composed of a main stripe section with a width of ?10 ?m and a mode-control section with a nominal width near the carrier diffusion length less than 5 ?m; the shape looks like a waist/notch along the stripe. The kink of the light output does not appear at a power level of more than 20 mW/facet.