激光辐照材料表层温升规律的数值模拟

为了在烧蚀机制下的激光超声检测中合理加载激光能量,获得幅值较大的超声信号而不过于损伤被检材料,需要分析激光辐照材料表层的温升规律及激光烧蚀的问题。建立了激光辐照材料的理论模型,激光以热流密度的形式加载于材料表面。结合导热微分方程,将对流传热和辐射传热一同考虑,并在材料表层升温过程中有效处理了相变潜热,对材料表层受激光辐照的温度场进行了数值模拟。给出了激光烧蚀材料有限元分析的程序流程,选择45#钢坯为例进行激光辐照仿真计算,分析了钢坯表层受激光辐照区域、区域下方及区域边界附近节点的温升规律,并对比钢坯受激光辐照的实际烧蚀情况和通过采集激光超声波信号进行了验证。结果表明,数值模拟能够为后续热应力分析中载荷的加载提供依据,并为激光超声检测中激光能量的加载提供了参考。     

强激光辐照半导体材料的温升及热应力损伤的理论研究

分别采用数值方法与解析方法 ,研究了连续波激光辐照半导体材料时产生的温升及热应力 .讨论了不同激光参数 强度、波形、波长及脉冲持续时间 与温度及热应力之间的关系 ,以及造成半导体材料热应力损伤的激光阈值强度 .     

红外激光辐照探测器材料温升的数值计算

采用数值方法,考虑自由载流子吸收、单光子光致电离吸收和双光子光致电离吸收等激光吸收机制以及材料的光学、热学性质对温度和载流子密度的依赖性,通过求解能量输运方程以及温度扩散方程,研究了探测器材料受连续波红外激光辐照时的温升过程,讨论了材料的温升与入射激光波长、功率和辐照时间的关系,并给出了材料内温度的瞬态分布     

在铝反射镜上镀防腐蚀电介质膜的反应离子镀膜法

由于用真空蒸镀法和热蒸发或电子法沉积的金属膜易碎,并且膜表面微型结构呈柱状,而柱状结构之间有间隙,因此易吸湿和被气体和液体腐蚀.本文主要阐述用反应离子辅助沉积法为铝反射镜镀防护膜.当用反应离子辅助沉积法镀的最好的反射镜浸没在NaOH中20小时,反射镜反射率降低10%.而用以往方法镀的膜做同样的实验,反射镜     

ULSI/VLSI中铝互连线热应力的数值模拟

对有钝化层与无钝化层的铝互连线的热应力进行了数值模拟,并建立起互连线的二维有限元模型.对无钝化的铝互连线,只考虑弹性行为,其应力随线宽及衬底刚度的增加而增加.对于钝化的铝互连线,对其弹性行为和弹性/理想塑性行为进行了模拟.结果发现,互连线线宽的减小,钝化层硬度的增加,都会使应力增加.与纯弹性线条相比,弹性/理想塑性互连线条中的应力有所减小,且分布更均匀.     

提高X射线多层膜反射镜的热和辐射稳定性

本文介绍的是Kharkiv州立工业大学金属与半导体物理系在提高X射线多层膜的热和辐射稳定性方面的研究成果.2.为提高1—30nm波段软X射线多层膜稳定性,多层膜材料对的选择非平衡多层膜最基本的劣化机制是:不同材料的膜层间的扩散、混合形成固体、液体或化合物等成分.伴随着多层膜周期厚度的减小,膜层间的扩散混合对多层膜反射镜性能的影响增大.但是在多成分界面的长周期     

CO2激光辐照下热敏电阻温升的数值计算与实验

对激光照射下热敏电阻的温升进行计算,得到温升和热敏电阻输出信号与入射激光功率的关系：当激光功率小于热敏电阻的破坏阈值时,输出信号与激光功率近似线性关系;同时计算了破坏阈值的大小。实验采用CO2激光器,测量了热敏电阻输出信号与入射激光功率的曲线,分析表明,热敏电阻吸收激光能量造成的热破坏是主要原因,在允许的误差范围内,计算与实验结果基本一致。     

灯泵铥激光器温度特性的实验研究

利用粒子的热分布理论,推导了铥晶体的吸收系数和铥激光器阀值与温度的关系;利用自行研制的掺铥激光器测量了铥晶体的吸收系数随温度的变化,实验结果和理论值符合得很好;测量了在不同温度下自行研制的铥激光器的输入输出特性,得到了不同温度下激光器的阀值。理论和实验结果都表明引起铥激光器高阀值的主要原因是温度引起的激光下能级的热分布粒子。     

Finite element analysis of low temperature thermal nanoimprint lithography using a viscoelastic model

Nanoimprint lithography (NIL) is an emerging technology that enables cost-effective and high-throughput nanofabrication. Nevertheless, there are some disadvantages to this method, especially for thermal NIL. A major disadvantage of thermal NIL is the thermal cycle, which requires a significant amount of processing time and limits the throughput. One method to overcome this disadvantage is to reduce the processing temperature. Accordingly, it is necessary to determine the effects on the processing parameters for thermal NIL at reduced temperatures and to optimize the parameters. This requires a clear understanding of the behavior of the polymer material during the thermal NIL process. This work focuses on a temperature range of T_g < T < T_g + 40 °C, in which the polymer displays a semi-molten state behavior; this temperature range is lower than conventionally used for thermal NIL. To understand how the processing conditions of temperature, pressure, pattern density, and initial thickness of the polymer resist are related to the quality of a nanoimprinted pattern, simulations of thin polymer films squeezing into nanocavities during thermal NIL were performed using a two-dimensional viscoelastic finite element analysis taking into account stress relaxation behaviors.     

补偿强反光体表面红外测温误差的算法研究

针对运动强反光体表面温度实时测量困难、精度低这一难点,本文从红外测温原理入手,分析并揭示了红外测温精度易受到被测物体反射率、测量距离、测量环境、红外入射角等因素的影响。根据铝板材加工设备轧辊表面测温实际需要设计了一种利用红外传感器实现对强反光体表面温度点对点测量的方案。通过对测量数据的研究分析建立了一种基于斯忒藩定律的红外入射角度补偿算法,以此减小因红外入射角度变化产生的测温误差。实验结果证明本方法能较好地弥补红外入射角度变化产生的测温误差,提高测温精度。该补偿算法运算简单,适应性强,为改善入射角度变化对测温精度影响提供了新的方法。     

测温二极管的设计原理、定标及在红外探测器中的应用

红外探测器组件中的硅平面型ｐｎ结测温二极管,具有体积小、测温范围宽、灵敏度高、实用性强等优点。文中从设计原理、结构、定标测试、误差分析等各个方面对测温二极管做了全面介绍。特别值得一提的是,在一定的温度范围内,经过大量的实验,对每一只测温二极管从７７～３００Ｋ进行了９０多个温度点的逐点测定,得到较为精确的结电压与温度关系曲线,与三点测定法得出的数值比较,两者的最大误差＜２°Ｃ。该结果对工程化使用三点测定法进行测温二极管的标定,提供了快速、方便、可靠的定标方法。文中介绍的测温二极管在国内首家应用于我所生产的ＳＰＲＩＴＥ、３２元等红外探测器组件中。通过多年的实际应用和可靠性实验,证实这种测温二极管用于红外探测器组件的测温、控温是非常实用的。     

用红外定量诊断法监测热设备内部状态

介绍了红外定量诊断对热装备内部运行状态进行监测的理论依据和方法。将红外测试技术与确定热设备内部温度分布的导热反问题结合起来，通过对空间离散化，用有限差分法，给出了获取计算设备内部温度分布空间步进迭代公式的通用步骤，计算了设备内部各点温度的具体数值，从而实现对热设备内部运行状态的监测，并以方形设备内的稳态热过程为例，阐述了该方法的实现。     

基于天体红外测量的蒙气差计算方法

到达地球表面的天体红外辐射由地球表面的红外“窗口”形成一个特殊的波段。因为大气层的折射，天体红外辐射信号的传播路径为曲线，即天文观测中的蒙气差现象。利用天文观测进行舰船定位，历来倍受各国重视。由于可见光波段极易受到大气云雾的遮挡，无法实现“全天候”天文观测，红外天文观测定位便受到关注。对天体的红外观测能确定天体在天球上的位置，或通过观测红外天体进行天文定位时，须考虑大气对红外波段的折射影响，文中提出了观测天体红外信息的蒙气差ρ的理论计算和修正方法，具有一定的实用性。     

CO2激光辐照下热敏电阻温升的数值计算与实验

对激光照射下热敏电阻的温升进行计算,得到温升和热敏电阻输出信号与入射激光功率的关系当激光功率小于热敏电阻的破坏阈值时,输出信号与激光功率近似线性关系;同时计算了破坏阈值的大小.实验采用CO2激光器,测量了热敏电阻输出信号与入射激光功率的曲线,分析表明,热敏电阻吸收激光能量造成的热破坏是主要原因,在允许的误差范围内,计算与实验结果基本一致.     

分布式光纤温度监测与报警系统的研究

分布式光纤温度传感器系统实质上是分布光纤喇曼光子传感系统（DOFTSS），它是近年来发展起来的一种用于实时测量空间温度场的光纤传感系统，具有自标定，自校准和自检测功能。对光纤测温系统的基本结构和基本原理进行了说明，介绍了分布光纤喇曼光子传感系统基准值，定标和直线拟合算法的实现，通过RS332和光纤测温系统串行通讯实现了系统状态的设置和显示，并组成了火灾预测和报警系统，对硬件结构的实现和软件流程进行了说明。     

Thermo-mechanical characterization of passive stress sensors in Si interposer

Thermo-mechanical stress is a major concern in the frame of 2.5D integration. Passive stress sensors were integrated in a silicon interposer test vehicle to quantify stress at critical locations. The sensors were integrated in a rosette-shape consisting of eight oriented copper serpentines acting like strain gauges. This innovative design allows the calculation of a partial stress tensor, including three planar and one out-of-plane components. Electrical measurements at wafer level, combined with FIB/SEM cross-sections, revealed a strong impact of elaboration processes on the structures electrical characteristics. Numerical simulations using finite element analysis were built to evaluate the sensitivity of copper serpentines to mechanical stress. Finally a dedicated four-point bending tool coupled with a four-terminal resistance measurement setup was fabricated to experimentally extract the values of sensors sensitivity factors. Preliminary results depicted in this paper highlight a sensitivity to stress of distinctly oriented resistors. Several identified sources of data dispersion are inherent to the present measurement configuration. Added-value and limitations of such sensors were underlined, and recommendations regarding the testing strategy were drawn to allow a reliable estimation of the stress fields.