液晶光谱偏振系统的透射谱研究

为了研究液晶光谱偏振系统的透过率特性,在可见光波段下的对透射谱分布进行仿真分析。基于Berreman矩阵获得液晶旋光器透射光谱,同时结合Lyot型可调谐滤光片以及液晶相位延迟器,分析了不同偏振态入射光在垂直入射和斜入射两种条件下系统的透射光谱。结果表明,垂直入射情况下在540~680nm出现谷值,斜入射情况下在520~640nm出现谷值,斜入射情况相对垂直入射情况光谱发生一定蓝移。当不同入射光通过系统时,圆偏振光在谷值区域透过率接近0,而线偏振光在谷值区域透过率约为0.25。通过对液晶偏振光谱系统的透射谱研究,有利于分析入射光构成,为深入研究系统以及提高系统性能奠定理论基础。     

玻璃角反射器棱镜的偏振特性

当一束线偏振光轴向入射至玻璃角反射器棱镜(corner-cube refiector以下简称CCR)经过三次全内反射而反方向射出时,一般说来它将成为一束椭圆偏振光。仅存在二个特殊的偏振方位角,在这二个方位角偏振的线偏振光入射至玻璃CCR将得到线偏振的出射光,但偏振面已发生了转动。本文计算出了这二个特殊的方位角和出射光方位角的改变量,且为实验所证实。     

一种径向偏振光的产生方法

为了产生径向偏振光,采用组合半波片和组合线偏振片在腔外对线偏振光做极化整形的方法,进行了理论分析和实验验证。为检测该径向偏振光产生系统的性能,采用旋转检偏器法对输出光束的偏振分布进行了检测,并用经典斯托克斯参量测量法计算了偏振纯度,最后基于马赫-曾德尔干涉的原理,检测了径向偏振光对称区域的线偏振相位关系。结果表明,当组合线偏振片为4个分块时,获得了偏振纯度为80.5%的径向偏振光,并检测出光斑对称区域的线偏振相位差为π。这一结果对在低成本条件下产生高纯度的径向偏振光是有帮助的。     

圆偏振光在手征负折射材料表面的反射和极化特性研究

从理论上分析了圆偏振光入射到手征负折射材料表面的反射与透射特性,给出了归一化反射透射功率与入射角的关系曲线以及布儒斯特角与手征参数之间的关系曲线.当入射角大于两个本征波的临界角时,全内反射现象发生.由于手征负折射介质中的一个本征波发生了负折射,右旋或左旋圆偏振光入射时反射波的极化态有着与常规介质完全不同的特性,以布儒斯特角入射时反射光都为线偏振波但极化方向并不相同.     

聚焦强度可调的高数值孔径的双焦点超透镜

基于超表面对光波的振幅、相位和偏振进行调控来实现聚焦与成像的超透镜受到广泛关注。设计了一种聚焦强度可调的高数值孔径的双焦点超透镜，并进行了理论分析和仿真验证。仿真结果表明，该超透镜能有效地将圆偏振入射光聚焦到半高宽为0.44λ的光斑上，对应的数值孔径高达0.95。此外，通过改变入射光的偏振态，可以灵活地调制两个焦点的相对强度，而不同于以往的双焦点超透镜需要对光强进行重新组合。更重要的是，当圆偏振光入射时，它的聚焦效率可达65%，可适用在0.8~1.2 THz的较宽频率范围和0°~20°的入射角内，同时该工作为多焦点超透镜的设计提供了重要思路，也将在多成像系统、光学层析成像技术等许多领域具有较高的应用价值。     

受抑全内反射的偏振分光器

概述了薄膜偏振分光器的研究现状及其主要特点,对不同于MacNeille设计原理的受抑全内反射偏振分光器进行了研究,这种偏振分光器基于受抑全内反射和薄膜干涉原理,当入射角大于临界角时,在宽波段宽角度范围内反射P偏振光,透射S偏振光。重点分析这种偏振分光器的设计原理,设计了波长范围为420￣680 nm、空气中的入射角范围为±10°、膜系的消光比为TS/TP≥1000的用于背投系统的薄膜偏振分光器。     

双探测器椭圆仪

本文描述了只具有两个光电探测器而无其它光学元件的一种椭圆仪。一般说来,每个探测器都有一个部分镜面式的斜反射表面,并且产生与该表面吸收的辐射分量成比例的电信号。并不一定要求(但希望是这样)两个探测器吸收全部入射的辐射。具有平行表面或者非平行表面的两个探测器足以确定入射光相对于一组横向正交轴的线偏振度P。如果把两个平行探测器的装置围绕着入射光束以45°角转动,就测得一新的线偏振度P′。除旋光性之外,由P和P′就可完全确定入射的全部偏振光的偏振状态(一般是椭圆形的)。最后给出了这种双探测器椭圆仪(TDE)的一种校准方法。     

参量变化对长程表面等离子体波特性的影响

为了掌握长程表面等离子体波的共振角度、共振峰半峰全宽以及衰减峰深度等重要特性,采用棱镜耦合激发介质-金属薄膜-介质对称结构中的长程表面等离子体波,研究了金属膜材料、厚度、介质折射率及介质厚度等参量变化时对长程表面等离子体波特性的影响。结果表明,实验中激发的长程表面等离子体波的衰减峰半峰全宽比传统的窄1~2个数量级;当介质膜厚度为500nm和1300nm时,激发的表面等离子体波的衰减深度只有薄膜厚度为700nm和1000nm时的1/2左右;随着介质膜厚度的增加,半峰全宽减小,金属膜越薄,衰减深度越深,衰减峰的半峰全宽值越小;介质膜折射率的改变对于半峰全宽的影响不明显;金属膜参量的变化将改变共振峰的位置。该研究为长程表面等离子体波的激发及应用于传感领域提供了有效依据,有利于其在波导和生物传感等方面的应用。     

百瓦级全光纤线偏振激光振荡器

报道了一种全光纤结构的高消光比(PER)线偏振激光振荡器。该光纤激光振荡器的谐振腔由一段双包层掺镱保偏光纤和一对与增益光纤匹配的光栅组成。弯曲损耗使快轴方向上的偏振模和高阶模受到抑制,实现了消光比优于15 d B的线偏振激光输出。最高输出功率为93.2 W,中心波长为1080 nm,光谱半峰全宽(FWHM)约为1.2 nm。增加抽运功率有望进一步提升功率。     

文摘

提出了一种用偏光干涉仪进行线宽测量的方法.众所周知,对偏振光而言在边缘部分呈各向异性状态,用偏光干涉仪把所发生的偏振光状态的变化作为相位和对比度检测出来.在光学显微镜上方加装片和移相元件构成偏光干涉仪.入射光在被测样品的边缘部分变TE偏振光和TM偏振光.从这些偏振干涉相位信息变化的部分和对比度信息最小的部分可以检测出边缘.相位和对比度由液晶移相器用8挡移相法进行分析.实验中使用的是用硅制作顶形微结构(线宽100 nm～1200nm,深度160nm),结果显示可以侧量到波长以下的线宽.实验中考虑边缘的倾斜、试件的射质乃深度、照明系统的数值孔径等因     

荧光共焦显微术与多光子显微术的差别

共焦显微术和多光子显微术因其可以对厚的生物样品实现光学断层成像，因而在生物医学等领域具有广泛的应用前景，本文详细综述了共焦显微术和多光子显微术在成像原理及特性等方面的差别，在此基础上，讨论了每种显微术各自的优点、局限性及应用前景。     

Cu互连线显微结构和应力的AFM及SNAM分析

在ULSI中采用Cu互连线代替Al以增加电子器件的传输速度和提高器件的可靠性，Cu的激活能约为1．2eV，而Al的激活能约为0．7eV,Cu互连线寿命约为Al的3－5倍。Cu大马士革互连线的制备工艺为：在硅衬底上热氧化生成的SiO2上开出凹槽，在凹槽中先后沉积阻挡层Ta和晶种层Cu，然后由电镀的Cu层将凹槽填满，最后采用化学机械抛光将凹槽外多余的Cu研磨掉，Cu互连线的尺寸为：200um长，0．5μm厚，宽度分别为0．35，0．5，1至3μm不等，部分样品分别在200℃，300℃和450℃下经过30min退火。利用原子力显微镜（AFM）和扫描近场声学显微镜（SNAM），同时获得形貌像和声像，分别了Cu大马士革凹槽构造引起的机械应力和沉积引起的热应力对Cu互连线显微结构及可靠性的影响，SNAM是在Topometrix公司AFM基础上建造的实验装置，实验采用的机械振动频率在600Hz-100kHz之间。分析测试结果如下：1．AFM和SNAM可以实现对微米和亚微米特征尺寸的Cu互连线的局域应力分布和显微结构的原位分析。2．采用AFM，TEM、XRD观察和测试了Cu互连线的晶体结构，分析了大马士革凹槽工艺 对Cu晶粒尺寸及取向的影响。平坦的沉积态Cu膜的晶粒尺寸约为100nm；而由大马士革工艺制备的凹槽中的Cu互连线的晶粒尺寸约为70－80nm，凹槽结构抑制了晶粒生长，平坦的沉积态Cu膜有较强的（111）织构；而凹槽中的Cu互连线的（111）织构减弱，（200）和其它的晶体取向分量增强。3．SNAM声阻尼信号对材料局域应力的变化敏感，SNAM声图衬底可显示出局域应力的分布，在沉积态的Cu互连线声图中，金属和SiO2介电层的界面处像衬度强，表明该处为应力较高的区域，而在退火后的Cu互连线的声图中，金属和SiO2介电层的界面处像衬度弱，表明退火后该处应力减小，我们对Cu膜进行了宏观应力的测试，退火后应力值从沉积态的661MPa减少至359Mpa，这与SNAM声成像的结果相符合。     

Microstructural properties of thermally stable Ti/W/Au ohmic contacts on n-type GaN

We have investigated the microstructural and electrical characteristics of Ti/W/Au ohmic contacts on n-type GaN (4.0 × 10¹⁸ cm⁻³) using Auger electron spectroscopy (AES) and transmission electron microscopy (TEM) after annealing at 900 °C. It is shown that the electrical properties are improved upon annealing at 900 °C for 1 min in nitrogen ambient. The 900 °C annealed contact produced a specific contact resistance of 8.4 × 10⁻⁶ Ω cm². It is further shown that the contact exhibits thermal stability during annealing at 900 °C. Based on the Auger electron microscopy and transmission electron microscopy studies, the formation of TiN layer results in an excess of N vacancies near the surface of the GaN layer, which could be the reason for the low-resistance of the Ti/W/Au contact.     

利用扫描力显微镜测量表面静电势

该文论述了利用扫描力显微镜测量表面静电势的工作原理,并给出了不同类型扫描静电势显微镜的框图,以及利用它得到的一些实验结果。     

68例脑胶质瘤透射电镜和扫描电镜观察及其鉴别诊断意义

收集人脑原发性胶质瘤标本68例，其中星形细胞瘤9例，间变性星形细胞瘤22例，胶质母细胞18例，少突胶质细胞瘤3例，间变性光突胶质细胞瘤4例，少突－星形胶质细胞肿瘤12例。另有上皮型和纤维母细胞型脑膜瘤6例。采用透射电镜和扫描电镜观察瘤细胞和间质的超微结构特点。结果显示，各型星形细胞肿瘤瘤细胞共同特点是胞浆及胞突内含有多少不等的胶质细丝；胞膜皱折不平，有多少不一的胞突，这些胞突相互交织在一起。Rosenthal纤维由密集排列的细丝状物围绕不规则的嗜锇性团块构成。脑膜瘤瘤细胞有很多指状突起，细胞间可见桥粒连接，胞膜表面缺乏星形细胞瘤细胞表面的那种皱折。结果表明，透射电镜和扫描电镜可以做为脑胶质瘤病理诊断、鉴别诊断的辅助手段。在普通光镜观察的基础上，结合免疫组化结果，应用扫描电镜还可以比较直观地观察到瘤组织内各种成分之间的相互关系。     

Macro-scale atomic force microscope: An experimental platform for teaching precision mechatronics

A macro-scale atomic force microscope (macro-AFM) has been designed and used for teaching precision mechatronics. The macro-AFM uses a novel electromagnetic self-sensing self-actuating probe. It operates in frequency-modulation AFM (FM-AFM) mode with intermittent contact. The AFM has an imaging volume of 250 mm × 40 mm × 1 mm with a resolution of about 1 μm at 1 Hz measurement bandwidth. The macro-AFM is simple and relatively inexpensive to build. It is scaled to make motion visible to the eye and is robust for a lab environment, all of which make it an affordable and effective educational tool. The macro-AFM is used in Mechatronics (2.737), a graduate level course at MIT, where in a series of 11 laboratory exercises, the students assembled and programmed the AFM system. This article provides the design and theory used for making and controlling the macro-AFM, as well as experimental results.     

Surface properties of AlInGaN/GaN heterostructure

Surface structural, electronic and electrical properties of the quaternary alloy AlInGaN/GaN heterostructures are investigated. Surface termination, atomic arrangement, electronic and electrical properties of the (0001) surface and (10–11) V-defect facets have been experimentally analyzed using various surface sensitive techniques including spectroscopy and microscopy. Moreover, the effect of sub-band gap (of the barrier layer) illumination on contact potential difference (V_CPD) and the role of oxygen chemisorption have been studied.     

Microdroplet and Atomic Force Microscopy Probe Assisted Formation of Acidic Thin Layers for Silicon Nanostructuring

In this work, an aqueous acidic thin‐layer‐based strategy for fabricating nanostructures on silicon by using atomic force microscopy (AFM) nanolithography is presented. The approach involves the formation of microscale droplets via dilute hydrofluoride (DHF) etching, the conversion of the droplets to acidic thin layers by AFM‐probe scanning, and subsequent lithographic operations using a biased probe in the aqueous layers. By varying the concentration of the acidic DHF layers, the thin layers can facilitate the creation of both positive and negative patterns, such as oxide dots and Si pores, through anodic oxidation and dissolution. In particular, the anodic oxidation in the acidic media is associated with the field‐enhanced nonequilibrium dissociation of the weak electrolyte. The Si pore structure formation is related to the field‐assisted dissolution of anodic oxides and the Si substrate. The acidic‐layer‐based technique allows switching between different lithographic modes by changing the acidity of the DHF layers, and is complementary to bulk solution‐based and local meniscus‐based approaches in AFM nanolithography. In principle, this method can also be extended to other materials that have similar reactions with DHF.     

Graphene Liquid Cells Assembled through Loop‐Assisted Transfer Method and Located with Correlated Light‐Electron Microscopy

Graphene liquid cells (GLCs) for transmission electron microscopy (TEM) enable high‐resolution, real‐time imaging of dynamic processes in water. Large‐scale implementation, however, is prevented by major difficulties in reproducing GLC fabrication. Here, a high‐yield method is presented to fabricate GLCs under millimeter areas of continuous graphene, facilitating efficient GLC formation on a TEM grid. Additionally, GLCs are located on the grid using correlated light‐electron microscopy (CLEM), which reduces beam damage by limiting electron exposure time. CLEM allows the acquisition of reliable statistics and the investigation of the most common shapes of GLCs. In particular, a novel type of liquid cell is found, formed from only a single graphene sheet, greatly simplifying the fabrication process. The methods presented in this work—particularly the reproducibility and simplicity of fabrication—will enable future application of GLCs for high‐resolution dynamic imaging of biomolecular systems.