纳米Mo膜的光学特性及最小连续膜厚研究

利用Lambda-900分光光度计，在波长为310～1250nm范围内测量了离子束溅射沉积不同厚度纳米Mo膜的反射率和透射率。选定波长为310nm，350nm，400nm，500nm，550nm，632nm，800nm，1200nm时对薄膜的反射率、透射率和吸收率随膜厚变化的关系进行了讨论。实验结果显示，纳米Mo膜的光学特性有明显的尺寸效应。提出将薄膜对光波长为550nm时的反射率和透射率随Mo膜厚度变化关系的交点对应的厚度作为特征厚度，该厚度可认为是纳米Mo膜生长从不连续膜进入连续膜的最小连续膜厚。利用原子力显微镜(AFM)观测膜厚在15．76nm时的表面形貌，此时表面形貌已呈现连续膜的特征。     

非局域完美吸收薄膜的设计与仿真

时域有限差分（FDTD）方法在计算金属纳米结构的非局域特性时,往往需要更小的空间离散步长,当模型尺寸较大时会给计算带来困难。而描述金属非局域介电特性的流体力学模型由于纵向波矢的引入,给传输矩阵法（TMM）等半解析方法的运算造成不便。因此,提出了一种结合FDTD与TMM求解纳米金属非局域薄膜吸收率的方法。采用FDTD方法获得金属的反射系数和透射系数,并反演得到非局域金属的等效介电常数。将等效介电常数及模型参数代入TMM中,计算出完整结构的电磁特性。结果表明,该方法能很好地解决FDTD离散网格过小造成的内存不足和TMM中纵向波矢带来的计算复杂问题,且能快速完成分层纳米结构反射率、透射率和吸收率的计算。     

磁控溅射沉积纳米结构银薄膜及其表征

本文通过利用射频磁控溅射方法,选择和控制沉积薄膜工艺参数,在石英（ｑｕａｒｔｚ）和高定向热解石墨（ＨＯＰＧ）上制备出纳米尺度的银膜。利用扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）对银膜的表面形貌和分布观察分析可得,纳米银颗粒的直径在３ｎｍ到２０ｎｍ之间。经过紫外－可见－近红外透射光谱（ＵＶ－ＶＩＳ－ＮＩＲ）测量证明：当纳米银颗粒的粒径在此范围内时,银膜的光学特征吸收峰的位置随着粒径的增大“红移”不大,但其半峰宽却随粒径的增大而增大。     

弱吸收单面薄膜光学特性的表征方法

光谱法是测量光学薄膜光学性能的重要方法之一,能够直接表征薄膜-基底系统的光学特性,如:反射率、透过率和吸收率。通过研究薄膜-基底系统的光传输特性,推导出在基底具有弱吸收的一般条件下薄膜-基底系统反射率、透射率和吸收率的表达式,确定了通过测量单面和双面抛光基底及其薄膜特性间接获得薄膜单面光学特性的方法;在实验中使用Lambda-900分光光度计对熔融石英基底的HfO2薄膜进行了测试,并通过测量误差分析,薄膜的单面反射率误差为1.00%,单面透过率的误差为0.601%。研究结果表明文中方法可适用于各类薄膜单面特性的表征与评价。     

光盘反射层纳米A1膜性能研究

利用原子力显微镜（AFM）和椭圆偏振仪研究了溅射条件对纳米Al薄膜性能的影响。研究表明，随溅射Ar气压的增大，纳米Al膜的表面粗糙度增加，折射率降低，反射率减小，这与薄膜的结构变化密切相关；随溅射功率的增大，纳米Al膜的表面粗糙度增加，而其光学常数的变化则不明显。     

纳米复合材料Ag:Bi2O3的光学响应与超快开关效应

系统地研究了Ag：Bi2O3纳米复合材料的光学特性、飞秒激光三阶非线性极化率以及超快响应、介电函数随纳米金属颗粒成分与尺寸的变化关系。同时给出了该材料与表面等离子共振相关的线性吸收的红移规律。由于该复合体系在类似材料中具有比较大的三阶非线性极化率与超快开关效应,在超快全光开关材料方面具有潜在应用价值。     

纳米复合材料Ag:Bi2O3的光学响应与超快开关效应

系统地研究了AgBi2O3纳米复合材料的光学特性、飞秒激光三阶非线性极化率以及超快响应、介电函数随纳米金属颗粒成分与尺寸的变化关系.同时给出了该材料与表面等离子共振相关的线性吸收的红移规律.由于该复合体系在类似材料中具有比较大的三阶非线性极化率与超快开关效应,在超快全光开关材料方面具有潜在应用价值.     

不对称级联结构光子晶体的透射特性

通过传输矩阵法理论,计算和研究不对称级联结构光子晶体的透射特性,结果表明:对于级联镜像对称结构光子晶体,透射谱的禁带中出现单条透射率为100%的透射峰,随着级联数目增大,单透射峰越来越精细并快速向长波方向移动,产生蓝移现象,但透射峰的透射率不变。对于不对称级联结构光子晶体,随着级联数目或级联周期不对称度增大,透射谱中单透射峰的透射率迅速下降,同时透射峰的位置随禁带缓慢向短波方向移动,产生红移现象;随着级联结构不对称度增大,透射谱中单透射峰的透射率缓慢下降,同时透射峰的位置快速向短波方向移动,产生红移现象。不对称级联结构光子晶体的透射特性,对光学滤波器、光学全反射镜和光学开关等器件的研究和设计有一定的指导价值。     

a-SiCdTe∶H薄膜做液晶光阀光敏层的光学特性研究

采用射频磁控溅射法制备了用于液晶光阀光敏层的a-Si1-x(CdTe)x∶H薄膜.研究了CdTe含量对氢化非晶硅薄膜光学性能的影响.采用扫描电镜(SEM)、X光电子能谱(XPS)、椭偏仪等测试手段对薄膜的表面形貌、成分和光学性能进行了表征.结果表明,薄膜的折射率和吸收系数均随x值的增大而增大;而光学带隙E.pt随x值的增大从2.01 eV降到1.75 eV.薄膜在可见光范围内透过率随着x值的增大而有所降低,且吸收边发生红移.     

腔体为单轴晶体的F-P滤光片光学性质仿真研究

为了计算腔体为单轴晶体的F-P滤光片的光学性质,采用理论分析的方法,对垂直入射到光轴在入射面内的单层单轴晶体薄膜的寻常光与非寻常光在两界面处的电磁场量的边界条件和薄膜两界面处电场量的相位关系进行了分析,得到了单层晶体薄膜反射率与透射率的计算方法,并将其应用于腔体为单轴晶体的F-P滤光片光学特性的仿真,取得了滤光片透射率随光轴方向变化的数据。结果表明,光轴旋转角对F-P滤光片的透射峰有明显影响。     

基于MIC多晶硅薄膜阳极的微腔有机发光器件

通过对溶液法金属诱导晶化多晶硅薄膜制备工艺的优化,制备出性能良好的P型掺杂多晶硅薄膜。厚度为50nm的MICP+-Poly-Si薄膜的方块电阻可降低至400Ω左右,其光学特性表现为在红光区域具有比较高的反射率和很小的吸收率,因此用它替代ITO用作红光OLED的阳极材料。由于此薄膜对可见光比较高的反射率和阴极铝对可见光的高反射性,使之形成了一定Q值的微腔效应。结果显示该器件的最大流明效率为5.88cd/A,比用ITO作阳极制备的OLED提高了57%。进一步优化器件结构,调整发光层在腔中的最佳位置,可以大大增强发光强度,从而可以实现发光强度高、单色性好的红色微腔有机电致发光显示器件。     

外压调制下ZnO晶体结构与光学性质变化特性的研究

为了研究外压调制对半导体材料ZnO晶体结构和光学性质的影响，利用基于局域密度泛函理论框架下的广义梯度近似平面波超软赝势方法，采用第一性原理对不同外压条件下ZnO晶体的晶格常数、介电函数、复数折射率、吸收系数、反射率等的变化特性进行了模拟分析。计算结果表明：随着压力的增大，晶格常数、晶胞体积缓慢变小，内坐标u值逐渐增大，Zn-O键长缩短，共价性增强，带隙Eg明显展宽。光谱曲线图显示压力对低能段光学性质的影响并不明显，而在高能段，随着压力的增大其光谱发生明显的蓝移。     

低波长漂移的电吸收调制DFB激光器

采用端面有效反射率法,从理论上计算了单片集成电吸收调制DFB激光器（Electroabsorption Modulated DFB Laser,EML）的腔面反射率、耦合强度（κL）对其波长漂移的影响.同时在实验中通过改变腔面的反射率来验证计算结果.理论与实验的结果表明：为提高EML的模式稳定性,必须减小调制器一端的反射率,同时增加DFB激光器的κL.最终我们采用选择区域生长（Selective Area Growth,SAG）的方法,制作了低光反馈出光面的单脊条形EML,在2.5Gb/s的非归零(NRZ)码调制下,经过280km的标准光纤传输后,没有发现色散代价.     

粗糙表面光散射特性研究与光学常数反演

测量了特殊的镀金聚酯薄膜、镀铝绝热材料和硅化合物材料表面的激光(1.06μm)双向反射分布函数、光镜反射率谱、总体反射率谱以及等效光学常数,利用多参数优化的遗传算法,建立了材料表面的BRDF统计模型。并采用Powell算法反演了铝基绝热材料在不同波段上、某一波长的光学常数。     

Effect of Film Thickness on Properties of a-Si∶H Films

The a-Si∶H films with different thickness smaller than 1 μm were deposited by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) under the optimum deposition conditions. The effect of different thickness on film properties is analyzed.The results show that,with the increase of the film thickness,the dark conductivity, photoconductivity and threshold voltage increase, the optical gap and peak ratio of TA to TO in the Raman spectra decrease, the refractive index keeps almost constant, and the optical absorption coefficient and current ratio of on/off state first maximize and then reduce.     

Effect of Film Thickness on Properties of a—Si：H Films

The a -Si:H film with different thickness smaller than 1μm were deposited by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) under the optimum deposition contitions.The effect of diferent thickness on film properties is analyzed.The results show that,with the increase of the film thickness,the dark conductivity ,photoconductivity and threshold voltage increase,the optical gap and peak ratio of TA to TO in the Raman spectra decrease, the refractive index keeps almost constant, and the optical absorption coefficient and current ration of on/off state first maximize and then reduce.     

LED芯片DBR反射镜优化设计

讨论了反射镜反射率对LED光提取效率的影响,并基于芯片与封装协同设计的原理,针对蓝光和黄光波段,通过TFcalc膜系仿真软件设计和优化了分布式布拉格反射镜(DBR)膜系。仿真结果表明,单堆栈DBR结构最大反射带宽为134nm,而双堆栈DBR结构最大反射带宽可拓展至216nm。利用参考波长红移的方式,可以缓解DBR反射特性随入射角度增加而出现的反射谱线蓝移现象。金属增强型DBR结构能够减小反射偏振效应,提高反射带宽和平均反射率,并能够减小DBR厚度,从而显著改善芯片的散热性能。     

Quantum-confined Stark effects in semiconductor quantum disks

Quantum-confined Stark effects (QCSE's) on excitons in semiconductor quantum disks with finite-potential barriers have been calculated as a function of disk size parameters by a variational calculation in an effort to examine possible application to optical devices. The calculations agree with experimental data reported so far. Although the exciton binding energy, E_b, for smaller diameters is large at zero bias, it decreases more with increasing electric field, which is contrary to the E_b behavior in a spherical quantum dot and quantum well. This larger decrease results in a smaller red Stark shift. Both the red Stark shift and the oscillator strength can be controlled by changing disk diameter and height. The analysis shows that favorable QCSE characteristics, i.e., a large red Stark shift at a small electric field with large oscillator strength, can be obtained     

微辐射热计的光学与热学设计

针对四臂微桥结构的微辐射热计的光学和热学设计，分析了Si02红外吸收层／poly-Si热敏感薄膜电阻层／Si02支撑薄膜层的多层薄膜的光学特性，研究了Si02红外吸收层的厚度对多层膜系平均红外吸收率的影响。与常规设计思想不同的是，没有假设微辐射热计的平均红外吸收率一定，而将不同厚度的Si02红外吸收层所对应的膜系平均红外吸收率用于微桥的热学设计中，通过有限元分析软件ANSYS5。7，得到Si02红外吸收层的最佳厚度，并对微桥支撑臂进行了优化设计。     

金属栅网的远红外光学特性

介绍了金属栅网在远红外波段的应用，并根据微波传输线理论推导了栅网的透射率、反射率、吸收率公式和相位表达式，提出用等效三角形描述不同结构的栅网，并与等效电路法的结果作了对比和讨论。