Ta2O5/SiO2三维光子晶体的制作及光学性能

利用自我复制的方法制作了可见光谱区的三维光子晶体,用反射光谱研究了光子晶体的光学特性。采用平面波理论计算了光子晶体的光子禁带(PBG),实验结果与理论符合得较好。采用两步生长法将荧光染料(rhodamine 590)置于光子晶体内部,实验结果表明,染料的荧光光谱受到了光子晶体的强烈调制。     

S2分子的激发态与X3Σ-g→B3Σ-u吸收谱研究

S₂分子是一种在能源和激光领域有应用前景的物质,几十年来,人们对S₂分子的电子结构与光谱的研究不断深入。应用量子化学从头算方法(完全活性空间多组态自洽场方法和多参考二阶微扰方法)计算了S₂分子的11个电子态,并与其他文献结果作了比较,得到了与其他文献符合较好的结果;讨论了不同方法对激发态计算的适用性的问题:完全活性空间多组态自洽场方法适用于分子平衡态几何构形的优化,考虑到电子的动力学相关,能量的计算多参考二阶微扰方法更好。计算了S₂分子X³Σ^-_g(v)→B³Σ^-_u的垂直吸收谱,给出了速度规范下基态电子态各振动级X³Σ^-_g(v)垂直跃迁到B³Σ^-_u的振子强度,结果表明S₂分子是一种泵浦范围较宽(350~600 nm)的良好的激光工作物质。     

B2O3—La2O3—BaO—Nb2O5系统的玻璃生成范围及其性质

本文研究了在B₂O₃-La₂O₃-BaO-Nb₂O₅四元系统中当B₂O₃含量分别为25、30、35wt%时,该系统的玻璃生成范围和它们的光性、密度等变化规律。结果表明,随着B₂O₃含量的增加,系统的玻璃生成范围向贫Nb₂O₅边界扩充,富Nb₂O₅边表现收缩。工作中得出了该系统分别以SiO₂代B₂O₃、Al₂O₃代BaO后的析晶、折射率、色散及密度等性质的变化规律。最后应用该系统研制定型了713/538玻璃。     

SiO2对钛铌硼酸盐玻璃析晶分相的影响

钛铌硼酸盐玻璃具有高色散和相对低的折射率等光学性质。它是光学设计者用来改善宽视场光学系统成像质量和消除色差所需的理想材料之一。但是,这类玻璃在成型温度范围内析晶分相比较严重,影响玻璃熔制规模的扩大。本工作采用DTA,LAXS,SEM和高温偏光显微镜(HTPOM)等分析测定手段,研究了外加SiQ₂及SiO₂/B₂O₃比值对15Nb₂O₅48B₂O₃27K₂O10TiO₃玻璃析晶分相和光学常数变化规律的影响。     

BaO-YO1.5-SiO2和BaO-LaO1.5-SiO2系统玻璃结构Raman的光谱研究

本文在测定拉曼光谱的基础上,获得了一些含稀土氧化物玻璃的结构信息.在计算的基础上,可把BaO-YO_1.5-SiO₂及BaO-LaO_1.5-SiO₂系统玻璃的拉曼光谱的800-1200cm^-1高频区间曲线分解成四个单独的带.这些带的强度的改变,证实了结构中,-SiO,-SiO₂及SiO₄单元的数量是随组成变化而变化的.     

一种特殊啁啾摩尔光纤光栅透射谱的分析

运用传输矩阵理论计算一种特殊啁啾摩尔光纤光栅的透射谱,主要分析恒定有效折射率区域的数量、长度和位置对该种光栅的透射谱的影响及其产生原因,以便设计适合于多信道的光纤光栅滤波器。     

透明红外硫系薄膜非均匀性检测及影响因素

薄膜非均匀性的无损检测对于制备大面积高质量的红外透明薄膜尤为重要。针对红外薄膜光学均匀性难以获取的困难,提出了一种同时获得单层透明红外薄膜厚度和折射率均匀性的无损检测方法。实验上,通过磁控溅射法在二氧化硅衬底上制备了厚度约1.4μm红外透明Ge-Sb-Se硫系薄膜,然后在该薄膜上标定出36个80μm×80μm区域,利用显微傅里叶红外光谱仪测得该36个区域的透射谱,通过分段滤波的方法滤除背景噪声,运用改进的Swanepoel方法计算得到了薄膜每一个区域的厚度和折射率,进而精确获得该薄膜的厚度和折射率均匀性,结果表明精度优于0.5%。     

电火花沉积电极材料过渡机制及规律

利用旋转电极电火花沉积装置,在Q235钢表面逐层沉积1至6层铜合金涂层,计算分析了每层沉积厚度、过渡形态、表面和截面形貌,探讨了电火花沉积电极材料的过渡机制、形态和规律。结果表明：工件和电极的质量变化曲线相似,随着沉积层数的增加,质量变化量减少直至趋于稳定;沉积层以熔融物质团（液态、半固态）的形态过渡沉积生成,电极与工件材料在沉积层与基体界面处互相渗透,生成厚约20~30 μm的过渡层;工件材料对沉积层的稀释作用主要发生在过渡物质团结合处,对其内部影响极小,且随着沉积层数的增加而减小,沉积层由多层电极材料覆盖叠压构成;随着沉积层数的增大,放电能量利用率降低,单次沉积厚度降低,电极对沉积表面的磨削涂覆作用增大,电极材料沉积率有所下降。     

光学干涉滤光片的石英晶体膜厚自动监控技术

介绍了用石英晶体膜厚控制仪全自动生产光学干涉滤光片的系统结构、镀膜参数和主要结果。讨论了通过改进离子辅助镀膜工艺提高T iO2薄膜折射率稳定性对于应用石英晶体膜厚监控技术的重要性。     

Mg(PO3)2-BaF2-AlF3系统玻璃的振动谱研究

应用红外及拉曼光谱研究了Mg(PO₃)₂-BaF₂-AlF₃系统氟磷玻璃的结构特征.证实了双键氧(P=O)及由Al(O.F)₄四面体和P(O.F)₄四面体所混合构成的网络结构存在于玻璃之中.在拉曼光谱中,V_Ba-F、V_Mg-F和V_Al-F振动吸收峰分别出现在480-510cm^-1、530-550cm^-1和580cm^-1处.根据红外及拉曼光谱的结果得出:随系统中氟化物含量的增加,玻璃结构逐渐由聚磷酸盐转变为焦磷酸盐和一氟正磷酸盐混合物,同时双键氧(P=O)消失.     

多孔电极平板结构的PdPc/H2PtCl6杂化 有机半导体毒气传感器的研究

采用"摸扳法"以对甲基苯酚、4-硝基邻苯二晴为原材料,以N ,N二甲基甲酰胺为溶剂,在N₂保护和碳酸钾的催化作用下,合成了酞菁分子碎片,通过质谱分析确定了相对分子质量为243(理论值为243.34),验证了工艺过程的正确性。以共溶技术将分子碎片与氯化钯在正戊醇、DBU作用下合成墨绿色四取代对甲苯氧基PdPc,通过红外吸收光谱分析验证了其吸收峰的测量值与理论值基本吻合,确定了合成反应终产物,进而以一定比例将PdPc 、H₂PtCl₆共溶在甲醇溶液中,在30~50℃下48h杂化合成为有机半导体气敏材料。依据欧姆定律,并以激光微加工、半导体技术设计、制作了多孔电极平板结构,增大电极面积,降低了电极间距,比常用叉指电极结构的电阻降低了10³倍以上,使其电导率接近无机半导体数量级,利于后续电路信号采集。通过电镜观察了多孔电极的微观SEM形貌,确定其为连续、多孔的表面态,气孔在0.1~2μm,既保证了导电,又有透气的特征。以真空镀膜技术将气敏材料形成气敏膜,电镜观察其气敏膜的微观SEM形貌,基本层膜厚2μm,并有0.1~5μm微球结晶体嵌入,分布匀一,呈现继续互融生长趋势。以静态法测量其气敏特性,结果表明传感器对NO₂呈N型半导体,0.010%气体浓度下灵敏度为7.45倍;对NO呈P型半导体,0.010%气体浓度下灵敏度为0.25倍;响应时间为90s。对气体不同的变化规律说明其的气敏机理与气体性能有关。     

R2O-MO-SiO2系统玻璃的力学性质

本文系统地研究了R₂O-MO-SiO₂系统玻璃的α、β、E、G、μ等性质随组成变化的规律.并研究了Na₂O-BaO—SiO₂, Na₂O-ZnO-SiO₂, K₂O-PbO-SiO₂系统玻璃的高温剪切模量.用DSC-7, X-ray衍射方法研究了该系统玻璃的析晶性能.用Raman光谱讨论了该系统玻璃的结构, 并讨论了结构与性质的关系.     

High efficiency slotted photonic crystal waveguides for the determination of gases using mid-infrared spectroscopy

We present the design and analysis of a high efficiency slotted photonic crystal waveguide for gas sensing applications in the mid-infrared wavelength range. We designed the slotted photonic crystal waveguide structure by engineering the interfaces between the input and output slot waveguides and a resonant coupler. Coupling and transmission spectra of the sensor have been modeled using the three-dimensional finite-difference time domain method. The sensing principle is based on the shift of the upper band edge of the sensor output transmission spectrum which arises due to changes in the ambient refractive index. Transmission spectrum and sensitivity of the proposed sensor are analyzed by tuning the radii of the air holes localized on each side of the slot. The results show that a change of the refractive index of the gas by 10^?4 leads to a shift of the upper band edge wavelength by 540?pm which corresponding to a sensitivity of 1720?nm per refractive index unit. The proposed design may be an ideal platform for developing mid-infrared gas sensing devices characterized by high coupling efficiencies and high sensitivities.     

基于洛伦兹模型的红外薄膜材料光学常数拟合及应用

在中长波红外区域,通常使用的镀膜材料都存在相当大的色散和一定的吸收。就目前的测试技术来说,确定这些材料的色散和吸收相当困难。试验基于洛伦兹谐振子模型对热蒸发制备的锗、硫化锌以及稀土氟化物薄膜的红外透射光谱进行拟合,得出这些材料在中长波红外区的光学常数。使用锗、硫化锌和稀土氟化物分别作为高折射率层(H)、中间折射率层(M)和低折射率层(L),设计并制备了从6.8μm~15μm的锗窗口宽带增透膜系,测量结果完全可以满足光机系统的要求。     

Impact of column bending in high-resolution transmission electron microscopy on the strain evaluation of GaAs/InAs/GaAs heterostructures

The accuracy of strain profiles obtained by a quantitative analysis of lattice fringe spacings from high-resolution micrographs is discussed. Focusing on highly lattice mismatched GaAs/InAs/GaAs heterostructures the local strain distribution of the layers is calculated by finite element simulations to determine the atom positions in elastically relaxed transmission electron microscopy specimens. By analysing simulated images a significant decoupling between the layer structure and the contrast pattern motifs is found for relevant imaging conditions, which may result in an incorrect determination of strain profiles and layer compositions when examining experimental micrographs.     

低损耗193 nm反射膜的设计

分析了影响193nm反射膜性能的因素,结果表明：在空气侧的外膜层中电场强度较大,随着层数向内过渡,电场强度迅速减小;高折射率材料膜层的吸收损耗明显高于低折射率材料膜层的吸收损耗,而且靠近空气侧最外层的高折射率膜层的吸收损耗最大,按由外层向内层过渡的方向,吸收损耗迅速减小,减小的速度与高低折射率材料折射率的比值相关;表面散射损耗与两种材料的折射率比值成正比,但折射率比值减小,欲达到一定的反射率势必要增加膜层数,从而使表面粗糙度增加,并且引入其它的损耗,因此选择折射率差值适当大一些的材料对降低散射损耗是有利的。以分析结果为基础,设计了27层膜堆的193nm反射膜,设计反射率在98%以上。     

Advances and problems with TEM characterization of Cr/CrN multilayer coatings

Multilayer Cr/CrN/Cr/Cr(N,C) and Cr/CrN with 8 and 32 layer coatings were deposited on austenite substrates using pulsed laser deposition (PLD) technique. The microstructure observations were performed using Philips CM20?, TECNAI G² F20 – TWIN? and JEOL EX4000? transmission microscopes. The performed experiments indicated that lowering the argon flow from 60 to 30 cm³/s during chromium ablation changes buffer layers microstructure from nearly amorphous to nano‐crystalline. The nitride or carbo‐nitride layers turned out to be less sensitive to changes in nitrogen flow during deposition. The columnar microstructure of Cr layers is coarser than those in CrN ones under the same deposition condition. This observation proved also that relying on PLD technique as thin as 30 nm layers might be formed within multilayer Cr/CrN coatings.     

Mg(PO3)2-AlF3-PbF2系统玻璃振动光谱的研究

由FT—IR和Raman光谱的结果得出:该三元系统玻璃在高磷区为偏磷酸盐结构。其结构网络主要由[O=PO_3/2四面体组成的链状和少许环状分子构成。随着PbF₂含量的增加,链开始断裂。当过渡到中磷区时,又主要以[Al(O,F)₄]和[P(O,F)₄]四面体及焦磷酸盐结构状态存在。当[Al(O,F)₄]和[P(O,F)₄]两者的比值为1∶1时,将无法形成玻璃。实验结果还指出,上述系统在中磷区的形成玻璃的范围是很小的。到低磷区时,由磷氧构成的网络几乎不存在,仅以孤立的[P(O,F)₄]四面体即氟正磷酸盐结构存在,同时双键氧P=O也消失。     

Measurement of the refractive index dispersion of As2Se3 bulk glass and thin films prior to and after laser irradiation and annealing using prism coupling in the near- and mid-infrared spectral range

The prism coupling technique has been utilized to measure the refractive index in the near- and mid-IR spectral region of chalcogenide glasses in bulk and thin film form. A commercial system (Metricon model 2010) has been modified with additional laser sources, detectors, and a new GaP prism to allow the measurement of refractive index dispersion over the 1.5-10.6 μm range. The instrumental error was found to be ±0.001 refractive index units across the entire wavelength region examined. Measurements on thermally evaporated AMTIR2 thin films confirmed that (i) the film deposition process provides thin films with reduced index compared to that of the bulk glass used as a target, (ii) annealing of the films increases the refractive index of the film to the level of the bulk glass used as a target to create it, and (iii) it is possible to locally increase the refractive index of the chalcogenide glass using laser exposure at 632.8 nm.     

PECVD氮化硅薄膜性质及工艺研究

为了制备高质量氮化硅薄膜,采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)进行氮化硅的气相沉积,讨论了工艺参数对薄膜性能的影响,验证设备工艺均匀性和批次间一致性。通过高低频交替生长低应力氮化硅薄膜,并检测薄膜应力,对工艺进行了优化,探索最佳的高低频切换时间。研究了PECVD氮化硅薄膜折射率、致密性、表面形貌等性质,制备出了致密的氮化硅薄膜。研究结果表明,PECVD氮化硅具有厚度偏差小、折射率稳定等特点,为其在光学等领域的应用打下了基础。