激光驻波场中铬原子的三维沉积特性分析

利用近共振激光驻波场操纵中性原子实现纳米级条纹沉积是一种新型的研制纳米结构长度标准传递方法,但仅通过一维和二维形式的仿真不能给出激光驻波场作用下中性原子沉积纳米光栅的全部信息。利用半经典模型,从铬原子在高斯激光驻波场中的运动方程出发,通过四阶Rungo-Kutta法模拟了铬原子在高斯激光驻波场中的三维运动轨迹以及三维沉积条纹结构,并分析了原子束发散、色差和球差等因素对三维运动轨迹及沉积条纹结构的影响。结果表明,利用三维仿真形式模拟高斯激光驻波场中铬原子的运动得到的结果与一维和二维形式下相比可以直观地表现出其较为详细的本质。     

发散角对中性原子沉积特性的影响

利用激光驻波场操纵中性原子沉积纳米光栅结构是一种新颖的制备纳米计量标准技术,但采用传统的一维和二维方式对激光驻波场操纵中性原子沉积过程的分析缺乏纳米光栅的全貌信息,而采用三维分析方法则能给出纳米光栅的三维全貌信息,对结果的分析越精确。针对此,基于采用三维分析方法建立了激光驻波场与中性原子作用的模型,通过三维分析实现了不同原子束发散角条件下中性原子运动轨迹及沉积结果的三维仿真,结果显示当中性原子束发散角小于0.6 mrad时,所获得的纳米光栅的沉积质量较好,而超过0.6 mrad后所沉积的纳米光栅将会出现分裂现象。     

Cr原子在高斯型激光驻波场中汇聚沉积的仿真研究

在激光汇聚原子束沉积纳米光栅的研究中，半经典理论是一种简单而有效的方法。利用半经典理论模型，对Cr原子在高斯型激光驻波场中的汇聚沉积进行了模拟分析和研究。通过龙格－库塔法数值模拟出在不同失谐量Δ、激光功率P、Cr原子束的横向纵向速度、基片摆放位置zf和高斯光束束腰ω0条件下，Cr原子沉积光栅结构的变化，根据所得各光栅图形参数，分析了不同因素对Cr原子沉积的影响。     

直边衍射激光驻波场中铬原子的沉积特性研究

为了研究沉积基片对激光驻波场的影响,基于半经典理论,采用4阶龙格-库塔算法对直边衍射效应影响下铬原子的3维运动轨迹和3维沉积条纹结构进行了仿真。研究了激光束腰中心到反射镜的距离、高斯激光束腰半径对最终沉积过程的影响。结果表明,通过适当地调节实验参量,可以改变激光驻波场受到衍射效应的程度;当反射镜位于激光束腰截面处、高斯激光束腰半径为62.5μm时,纳米沉积条纹的质量最理想。这将为原子光刻实验提供有益的理论依据和数据信息。     

原子光刻制备铬原子纳米条纹的实验研究

原子光刻技术可以制备高重复性的铬原子纳米条纹光栅,这种光栅可以作为纳米节距标准,实现对高精度的扫描探针式显微镜、电子显微镜等高端仪器的校准。高真空腔体中的固态铬原子受高温喷发出气态原子束,运动的原子束在冷却激光场和激光驻波场的分别作用下,实现原子束的准直与汇聚,沉积在位于激光驻波场后面的InP基片上。经过3h的堆积,得到间距为212.78nm,高度为9nm 的铬原子纳米条纹光栅。针对条纹生长速率较慢的问题,分析了具体原因,为后续工作提供参考。     

直边衍射对铬原子3维沉积特性的影响

为了研究基片的直边衍射效应对激光汇聚铬原子沉积特性的影响,利用半经典模型,采用改进后的设定恰当步长的4阶龙格-库塔算法,模拟了铬原子在直边衍射激光驻波场中的3维运动轨迹和3维沉积光栅结构,研究了衍射边与反射镜的距离、激光中轴线与基片表面的距离对激光汇聚原子沉积过程的影响。结果表明,基片摆放位置不同,沉积效果受到衍射效应的影响程度也随之改变;当衍射边到反射镜的距离为0.81cm、激光中轴线与基片表面的距离为0.01mm时,纳米光栅的半峰全宽最小,同时对比度最大。该研究成果为原子光刻实验提供了丰富的理论指导。     

1维光学粘胶作用下铬原子束空间分布特性

为了研究激光准直场作用下原子束的空间分布状态对纳米光栅沉积制作的影响,基于半经典理论,分析了1维光学粘胶对中性铬原子的作用力特性,利用4阶龙格-库塔数值积分算法对不同激光场强度、不同激光失谐量、不同激光场范围条件下中性铬原子束的空间分布进行了仿真分析。由仿真结果可知,随着激光场强度的增加,原子束的分布向中心区域集中,由于受饱和效应的影响,该种集中的趋势随激光强度的增加而逐渐变缓;同时,当激光失谐量等于原子线宽的一半时,原子束的空间分布最窄。当激光功率为40mW、且失谐量为-2.5MHz时,铬原子束经过1维光学粘胶作用后其空间分布的半峰全宽被压缩为作用前的0.43倍,而原子束密度分布中心值也增大为作用前的1.79倍。结果表明,利用激光准直场的作用可实现原子束空间分布的改善,有利于后续的原子沉积以实现纳米光栅的制作。     

基于直边衍射的高斯激光驻波场仿真

为了研究原子光刻实验中基片对汇聚激光场的影响,基于标量光学理论,采用数值计算对直边衍射情况下高斯激光驻波场特性进行了仿真。结果表明,高斯激光的直边衍射效应会呈现与平面光波相似的强度振荡现象,两者直边衍射后的第1个强度突变分别为中轴线强度的1.18倍和1.37倍;随着束腰的增大,高斯激光的衍射越接近平面波;中轴线和基片表面距离会影响高斯激光截面进入直边几何阴影之外的大小;直边衍射后入射波和其经过反射镜作用的反射波相遇叠加在光轴方向上会形成稳定的驻波;这种驻波的强度在垂直光轴截面上呈现一定的衍射特性。该研究有利于理解直边衍射时高斯驻波场形成的实质;并可通过适当的激光参量来调整实验激光驻波场结构。     

激光场中电子被氩原子散射的微分截面研究

应用第二玻恩近似理论，在电子入射方向平行于激光场的极化方向这种特殊的散射模式下，利用光学势模型对激光场中电子一氩原子散射进行了研究。利用静电屏蔽势，分别应用低频近似和第二玻恩近似公式对激光场中电子一氩原子散射进行了计算。和实验相比较，第二玻恩近似方法给出了较好的结果；应用这个较好的理论，利用光学势模型进行了计算，得到了更好的结论。     

原子物质波干涉(续篇)

原子与驻波场相互作用时吸收一个光子并受激辐射一个光子,从而得到2hk的动量。这样,原子将偏转一个角度φ=λ_(dB)/d_(light)。这一过程只改变原子的动量而不改变其能量。可见可以通过光驻波场来改变原子的运动,实现原子的折射、衍射、聚焦等。原子被驻波的折射早已被观察,如Na原子束被共振驻波的折射及被不均匀的激光场的选择性反射。最近还观察到He原子被一个大周期的驻波场的聚焦,有望作为高分     

一种新型的光纤光栅制作方法

本文提出了一种新的光纤光栅制作方法－莫尔条纹振幅模板写入法。这种方法是采用莫尔条纹构成模板实现对写入光强的振幅调制,在硫化物光纤中写入周期为365nm的长周期光栅。这一方法可大大简化模板的制作工艺和降低成本,是一种使用方便、性能价格比优的方法。     

用于FDFA增益锁定的光纤光栅的制作

本文报道了基于扫描光束技术,采用普通均匀相应模板和连续的244nm倍频Ar^ 激光器,制作出用于掺铒光纤放大器（EDFA）增益锁定的光纤光栅。将其置于常规EDFA中进行测试,结果表明制作的光栅能够满足EDFA增益锁定的要求。     

Ultrafast unidirectional beam deflection using an electrooptictraveling phase grating with periodic domain inversion

We report a new electrooptic traveling-phase grating with periodic domain inversion and its application to ultrafast unidirectional beam deflection. The electrooptic traveling phase grating utilizes Raman-Nath diffraction to spatially separate input light to many diffracted beams on the far-field plane. Then, unidirectional optical beam deflection can be achieved by adjusting amplitudes and phases of the diffracted beams. In the experiment, ultrafast unidirectional deflection by the traveling phase grating is demonstrated at 16.25 GHz using a simple phase-only control     

相位掩模法制作光纤光栅的研究

准分子激光照射相位掩模后，在近场形成周期的条纹分布，利用近场光强对光敏光纤进行曝光，可以在纤芯中写入光栅，从衍射的频谱理论出发，导出具有一定发散的准单色准分子激光照射掩模时产生的近场光强分布，分析了光源发散角及掩模衍射特性对纤芯 强分布及光纤光栅制作的影响，并把分析结果与实验现象进行了比较。     

原子束在漫射光中的激光减速

报道了利用红移漫射光冷却原子的新机制。理论计算了二能级原子在这一光场中所受的辐射压力，在实验上观测到了钠原子束在负失谐漫射光中的减速。     

用二维正弦相位光栅实现阵列激光相干并束

相干并束是获得高功率激光束的一种有效方法,特殊设计的二维正弦相位光栅是一种较好的并束元件。介绍了二维正弦相位光栅并束的设计方案,计算表明,在3×3和4×4分束时分束效率分别为81.1%和73.1%,与常用的达曼光栅相比分别提高37%和26.9%。对正弦相位光栅的制作和误差分析表明,并束效率存在极大值,给光栅的制作带来较大的误差宽容度,分束与并束在光栅表面的光场存在一定差别。如果仅用于并束,并束效率还有提高的可能。     

利用自加速光进行激光目标追踪理论及实验研究

将激光束准确地照到运动目标上是激光追踪系统重要核心问题。本文利用空间相位调制器设计了新型自加速光束,该光束可以沿预设轨道进行非直线传输,从而可以在一定范围内代替传统转台进行目标追踪。该类光束还具有无衍射的特点,提高了照射目标处激光能量密度。采用空间光调制技术在实验中实现了各种预设轨道的传输,验证了光束传输轨道的可控性及无衍射特性,为下一步该技术走向实用奠定了基础。     

一种波分解复用技术的实验研究

文章提出一种基于光折变晶体LiNbO3的波分解复用技术实验研究方法,研究了影响光栅衍射效率的重要因素.实验采用o光写入e光读出,写入光强比为1∶1.通过在同一位置由红光和绿光先后写入光栅(两光栅夹角为0.18°时不会发生串扰),并用耦合光读出,成功地进行了解复用实验.     

达曼光栅的计算机辅助设计

达曼(Dammann)光栅作为一种常用的分束器件,在光互连、光通信、光计算和多重成像等领域已广泛应用。在介绍Dammann光栅设计原理的同时,重点论述了Dammann光栅的计算机辅助设计过程。