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。     

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。     

基模高斯光束轴向相干叠加柱波场的研究

运用标量光学理论,研究了纳米加工中的基模高斯光束轴向相干叠加光场的三维强度分布特征,导出了高斯驻波场的光强分布表达式。在此基础上通过数值计算方法,分析比较了正确波驻波场与高斯驻波场之间的异同点。     

发射箱内驻波场对微波设备的影响分析

通过仿真及试验验证,对驻波场的形成、对设备的影响以及影响形成的内因进行了分析,并且采用规范设计方法 的手段,避免新研发的设备在发射箱中受到不良影响。     

基片表面的倾斜度对光学势阱的影响

为了研究原子光刻实验中基片对汇聚激光场的影响,基于几何光学,采用数值仿真的方法,研究了基片表面的倾斜度对光学势阱的影响。结果表明,当基片表面相对于激光驻波中轴线正倾斜时,基片表面会形成一个无光场区,使光学势阱为0,且在z方向上光学势阱会发生一个零值突变;当基片表面相对于驻波中轴线负倾斜时,基片表面永远存在光场,在z方向上光学势阱不会发生零值突变,且光学势阱相对于z=0会出现对称现象。该研究结果对激光汇聚原子沉积实验具有指导意义。     

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。     

双反射面形成光驻波场的研究

分析了镜面的反射系数与光驻波场的关系，详细讨论了影响双反射面形成的驻波场的各种因素，并对TE波和MT波驻波场的光强分布进行了模拟和比较，最后得到了一些对实验有指导意义和结论。     

利用激光超声纵波的衍射信号测量开口裂纹

激光超声的纵波声场在工件内部各个方向均有分布,相比于横波和表面波,纵波最先到达开口裂纹处,随后发生衍射以及产生波型转换现象.若提取相应含有开口裂纹信息的超声波信号,便能够达到缺陷识别的目的.基于烧蚀机制下激光超声纵波声场的分布特点,分析了衍射纵波信号的时间及相位特征,并给出了裂纹参数的表达式.建立了含开口裂纹工件的二维...     

高斯型激光束在圆孔衍射过程中的光束畸变

由于激光畸变所产生的现象及其形成的物理机制十 分丰富,对畸变激光传输特性的研究已然成为一个重要的光学类课题。对此本文将以激光的 圆孔衍射作为切入,采用Zernike多项式函数拟合相位畸变元件的方法,探讨具有高斯型分布 的激光束在圆孔衍射过程中的光束畸变。进一步分析波长、传播距离及函数的阶数对光束畸 变的影响。结果显示,在畸变影响下,由于相散畸变因子作用导致光束 发生对称性退化,引起光束发生分裂,中心光强位置发生偏移,产生像散和离焦畸变现象。 而Zernike多项式函数中q 值会显著影响畸变中光束发生分裂的数量,且随激光波长和传播距离的增大,其畸变影响增 强,像散和离焦变得越明显。     

一种基于波门诱偏的激光导引头干扰策略

为了提高诱偏干扰成功概率,克服同步干扰过程中干扰信号偏移量及干扰成功概率基本固定、干扰信号和制导信号同时出现在波门内时,引起导引头有机会和条件采取进一步抗干扰措施等问题,根据实时波门的原理,提出一种基于波门诱偏的激光导引头干扰新方法,分析了诱使波门偏移的方法,设计了诱使波门偏移的关键过程,探讨了其对导引头干扰的机理。以重频制导信号为例,设计了基于间隔调制的波门诱偏干扰信号,给出了干扰信号的约束条件,取得了波门与制导信号的联合概率分布。结果表明,时间波门被快速引偏,干扰成功概率明显提升,验证了该方法切实可行,干扰效果明显优于同步干扰。该干扰策略对开展新型干扰方法研究有一定的借鉴价值。     

基于激光多普勒效应的液体表面波探测研究

为了对低频液体表面波的频率和振幅进行测量,利用多普勒相干测速的工作原理,提出了一种液体表面散射激光与参考光相干涉的检测方法。对此进行了理论分析,得到了多普勒频移与液体表面波振幅之间的解析关系式,并利用贝塞尔函数分析了频谱分析图中解调出低频液体表面波频率的可行性,设计并实现了一套液体表面波多普勒相干检测的实验装置。结果表明,能够实时准确探测10Hz～40Hz的液体表面波参量,该方法为低频液体表面波的探测提供了新思路。     

利用目标直线边缘交点的某型航侦CCD相机图像拼接

针对某型航侦CCD相机图像序列之间的特殊变换关系,提出了一种基于目标直线边缘交点的图像拼接方法。该方法在将相机图像重叠区域分割为较小独立区域的基础上,首先使用Canny边缘检测算子提取各个区域中的边缘信息,并用Hough变换提取边缘中的直线边缘。其次通过提出一种依据直线极坐标参数的区域扩展和选择策略来选择包含完整目标的子图像区域,并提取该区域中目标直线边缘的交点。最终根据提取到的直线边缘交点坐标实现图像配准,且采用双线性插值法融合配准区域,实现了图像的无缝拼接。实际的飞行效果验证了该图像拼接方法的有效性。     

基于EMD的激光声表面波仿真分析

激光超声凭借其具有非接触、信号的信噪比高、灵敏度高、频带宽等特点,在材料的检测方面有着独特优势.本文利用有限元软件针对激光激励声表面波过程进行了数值模拟,得到了声表面波的传播特性;对实际检测信号进行了EMD去噪,得到了去噪后的重构信号,将去噪后的信号同仿真信号对比.结果证明激光超声激发的声表面波主要沿着材料表层向四周发...     

发散球面波对射光束角漂包容性能的研究

用锥镜产生的无衍射光可以具有大光学口径和光学数值孔径,使无衍射光对入射光束的偏心有一定的包容能力.为了研究无衍射光对激光束角向漂移(角漂)的包容性能,采用发散球面波入射光束,通过理论分析和试验验证可知,发散球面波的无衍射光对激光束角漂具有良好的包容性能.结果表明,此方法产生的无衍射光可适于作中、短距离连续空间直线度误差测量的直线基准.