HF蚀刻+逐层抛光法表征熔石英亚表面损伤层深度

脆性材料的研磨过程会不可避免地产生亚表面损伤层,对亚表面损伤层的表征和抑制一直是获得高激光损伤阈值熔石英光学元件的关注热点。回顾了几种亚表面有损表征技术,通过实验重新评价了蚀刻表面峰谷(PV)粗糙度法的可行性,分析了其误差较大的原因。在此基础上,提出了一种新的亚表面损伤层深度检测方法——HF蚀刻+逐层抛光法。分别采用这两种表征技术以及粗糙度估计法、磁流变斜面抛光法对不同工艺研磨的熔石英亚表面裂纹深度进行了对比检测,结果表明这几种表征方法相互符合很好。     

表面改性FeS纳米微粒的结构表征

采用表面改性的方法，以双十八烷基二硫代磷酸盐(DDP)为表面改性剂。制备了双十八烷氧基二硫代磷酸盐(DDP)表面改性的FeS纳米微粒。采用TEM。DSC，XRD和FTIR对表面改性FeS纳米微粒进行结构分析。结果表明，表面改性FeS纳米微粒是由DDP表面改性层和FeS纳米核心所构成，微粒尺寸在4nm～6nm之间。DDP表面改性FeS纳米微粒在氯仿、苯和甲苯等有机溶剂中都具有良好的分散性。     

Au纳米颗粒的形状和尺寸对表面等离子体的影响

通过调控Au纳米颗粒的形状和尺寸,研究了Au纳米颗粒的形状和尺寸与表面等离子体之间的关系。通过直流磁控溅射的方法在外延片上溅射Au薄膜,并采用快速热退火和常规热退火两种方式对其进行热退火,制备出Au纳米颗粒。使用不同热退火方式、不同热退火温度及不同Au薄膜厚度来改变Au纳米颗粒的形状和尺寸,并对Au纳米颗粒的表面形貌及它的消光谱进行了分析,对比了不同形貌的Au纳米颗粒对表面等离子体共振特性的影响。实验结果表明,使用普通热退火制备的Au纳米颗粒形状接近球体,而使用快速热退火得到的Au纳米颗粒的形状更接近棒体;随着热退火温度的升高,表面等离子体的共振波长发生红移;随着Au薄膜厚度的增加,表面等离子体的共振波长也发生红移。     

碳化硅反射镜表面粗糙度的优化

空间光学技术的迅猛发展对空间光学系统提出了更高的要求;碳化硅材料以其优秀的物理性质,成为广泛应用的反射镜材料;碳化硅反射镜的光学加工研究也在国内外广泛开展。简要讨论了碳化硅反射镜的抛光机理;介绍了碳化硅材料抛光的实验方法;定性分析了碳化硅材料的抛光过程;通过大量的工艺实验和理论分析,讨论磨料粒度、抛光盘材料、抛光盘压力、抛光盘转速、抛光液酸碱度等工艺参数对碳化硅反射镜表面粗糙度的影响,并对各个参数加以优化,得到了优良的实验结果。     

表面结构对集成式石英谐振器性能的影响

在研究石英晶体谐振器力敏特性与加力方位角关系及晶体薄片内波的传播特性的基础上,设计制作了基于同一晶体基片上的集成式四电极谐振器.研究了这种结构的谐振器的力敏特性与加力方位、谐振频率稳定性与基片表面和边沿结构的关系.实验结果表明,谐振器的力敏特性与加力方位密切相关;对晶体基片表面进行抛光处理,能有效地消除表面缺陷对谐振器振动状态的影响,提高谐振频率的稳定性;对晶体基片边沿进行倒边处理,能缩短谐振波波幅在边沿区衰减的空间距离,抑制了谐振器振动能量沿晶片边沿的散失,使谐振器频率稳定性得到进一步提高.经表面抛光及边沿倒边处理后,谐振器频率波动的平均值分别下降到处理前的42%和30%.     

碳化硅光学表面数控抛光工艺参数的优化与选择

随着空间应用技术和激光技术的迅猛发展,对光学系统提出了更高的要求;碳化硅材料以其一系列优秀的物理性质,成为一种特别具有应用前景的反射镜材料;碳化硅反射镜光学表面的光学加工研究也在国内外广泛开展。对碳化硅光学表面的抛光机理进行简要讨论;对实验方法、步骤和条件进行了介绍;定性地对碳化硅材料的抛光过程进行了讨论;通过大量的工艺实验和理论分析了对抛光盘转数、磨料粒度、抛光盘材料、抛光盘压力、抛光盘转速、抛光液酸碱度等工艺参数对碳化硅光学表面抛光效果的影响进行了讨论,并对工艺参数进行了优化和选择。     

超精密抛光自由曲面光学的表面生成

超精密抛光是一种新兴的用于制造高精度、高品质的自由曲面光学加工技术.该技术可突破其他自由曲面加工技术的限制.如飞刀铣削和快刀伺服加工的低效、非铁材料的局限等.然而,对超精密抛光中表面生成机理的理解,目前还不完善.探讨了超精密抛光过程中加工策略对表面生成的影响.进行了一系列抛光实验.研究结果表明:抛光表面的质量很大程度上依赖于加工过程条件及抛光策略的适当选择.抛光加工不仅可用于去除其他加工方式所产生的不利性刀纹,还可以产生功能性应用的结构性表面.该研究结果为深入理解超精密抛光自由曲面光学的表面生成机理,以及优化超精密抛光的表面质量,提供了重要依据和方法.     

热处理后激光刻蚀铝合金表面润湿性的研究

利用不同功率密度的微秒激光在6061铝合金表面刻蚀出圆柱状粗糙结构,将刻蚀后的粗糙铝合金片置于110℃干燥箱保持12h,通过液滴形状分析仪、扫描电子显微镜、光学轮廓仪、X射线光电子能谱仪等表征表面粗糙结构以及加热处理前后润湿性、表面元素、基团、晶体结构的变化.实验结果显示,微秒激光刻蚀的粗糙铝合金表面具有微/纳米复合结...     

衬底退火温度对ZnO纳米结构形貌和发光特性的影响

利用热蒸发Zn粉的方法,在Au/掺铝氧化锌(AZO) /石英衬底上生长ZnO纳米结构。为了研究不同 温度退火后的衬底对生长的ZnO纳米结构的影响,Au/AZO/石英衬底在生长纳米结构前分别在 300、500和700℃真空下退火。Au/AZO/石英衬底的表面形貌用原子力显微镜(AFM)观测 。ZnO纳米结构的微结构、形貌和 光学性能分别用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和荧光光 谱仪进行测量。结果表明,在未退火和300 ℃ 退火衬底上生长了大量的ZnO纳米棒,而在500℃退火衬底上沉积了大量ZnO纳米颗粒。单晶结构 的纳米棒的平均直径分别约50nm,其 生长机制为蒸气-液体-固体(VLS)生长机制。荧光光谱显示所有的样品 都存在紫外发光峰和深能级发射带,随着退火温度的升高,生长的纳米结构的紫外发光峰相 对强度增强,而深能级发射强度减弱。     

激光诱导表面周期性结构的研究进展

激光诱导表面周期性结构(LIPSS)是固体材料的一种普遍特性.材料表面的LIPSS可以改变材料的性质,利用这些特性可以实现许多特殊功能.本文总结近年来关于LIPSS的代表性文章,首先以激光作用下表面能量排布和物质流动方式作为切入点,从理论上解释LIPSS的形成原理;然后阐述薄膜表面与刻蚀材料表面上形成LIPSS的研究工...     

Optimization of Plasma Etching Parameters and Mask for Silica Optical Waveguides

Optical waveguides in silica-on-silicon are one of the key elements in optical communications.The processes of deep etching silica waveguides using resist and metal masks in RIE plasma are investigated.The etching responses,including etching rate and selectivity as functions of variation of parameters,are modeled with a 3D neural network.A novel resist/metal combined mask that can overcome the single-layer masks’ limitations is developed for enhancing the waveguides deep etching and low-loss optical waveguides are fabricated at last.     

利用湿法刻蚀的方式制备黑硅

采用一种简便的方法制备出具有很好光吸收性能的黑硅材料,利用化学气象沉积和光刻的方式在硅片（100）表面形成圆形Si3N4掩膜,然后采用两种湿法刻蚀相结合方式来制备黑硅材料。首先采用碱刻蚀的方式对硅片进行各向异性刻蚀,刻蚀完成后在硅片表面形成尖锥形貌;后期利用金纳米颗粒作为催化剂,采用酸刻蚀的方式对硅片表面进行改性,在硅片表面形成多孔结构。这种黑硅材料在250～1000nm波段的光吸收率可以达到95％以上。     

脉冲腐蚀法制备多孔硅及其光学特性研究

Labview软件控制腐蚀条件,用脉冲电化学腐蚀法制备多孔硅薄膜,其表面形貌用原子力显微镜观察并分析。用可见-紫外分光光度仪测量其反射谱,通过计算得出各种制备条件下,多孔硅薄膜的其它光学参数,即有效折射率neff,吸收系数α,有效介电常数的实部εer,和虚部εei,消光系数K,研究了入射光波长和孔隙率对这些光学常数的影响。     

脉冲腐蚀法制备多孔硅及其光学特性研究

Labview软件控制腐蚀条件,用脉冲电化学腐蚀法制备多孔硅薄膜,其表面形貌用原子力显微镜观察并分析。用可见-紫外分光光度仪测量其反射谱,通过计算得出各种制备条件下,多孔硅薄膜的其它光学参数,即有效折射率neff,吸收系数α,有效介电常数的实部εer和虚部εei,消光系数K。研究了入射光波长和孔隙率对这些光学常数的影响。     

台面刻蚀深度对埋栅SITH栅阴击穿的影响

针对台面刻蚀深度对埋栅型静电感应晶闸管(SITH)栅阴击穿特性的影响做了实验研究.实验结果表明,随着台面刻蚀深度的增大,器件栅阴击穿由原来的软击穿变为硬击穿,同时击穿电压升高,SITH设计了独立的台面槽,并研究了台面刻蚀深度与栅阴击穿电压和栅阴击穿特性间的关系,指出台面刻蚀深度的增加可以有效减弱表面电荷和表面缺陷对器件的影响,改善栅阴击穿曲线,提高栅阴击穿电压.同时,还简要描述了这种器件的制造工艺.     

湿法表面粗化提高倒装AlGaInP LED外量子效率

介绍了一种利用盐酸、磷酸混合液对不同Al组分(AlxGa1-x)0.5In0.5P的选择性腐蚀特性对倒装AlGaInP红光LED进行表面粗化的方法。通过向粗化层GaInP加入适量的Al,在Al组分为0.4时,利用体积比为1∶10的HCl∶H3PO4可以得到横向尺寸约为60nm,纵向尺寸约为150nm的最有利于出光的类三角圆锥型表面结构。器件测试结果表明,在20mA注入电流下,器件外量子效率比粗化前提高了80%。     

PtCo合金的光学、热学结构优化设计

成功地制备了以PtCo合金膜为磁光层的四层膜结构。基于该结构研究了各层厚度对克尔转角、反射率及品质因子的影响,给出了多层膜结构的光学优化结构。通过热学优化,给出了适应于该体系磁光记录的可能最佳结构。比较发现,在考虑反射率的条件下,克尔转角的增强是以牺牲反射率为代价的,因此,选择各层优化厚度必须综合考虑磁光层温度、反射率、克尔转角等热、光学因素。最后,给出了可能的热、光学综合优化结构。     

黑硅无掩模反应离子刻蚀法制备及光学性能研究

采用无掩模反应离子刻蚀法制备了黑硅.利用扫描电子显微镜及紫外-可见-近红外分光光度计研究了黑硅的微结构和光学特性.结果表明,黑硅微结构高度为2.0～3.5 μm,径向尺寸90～400 nm,间距200～610 nm.在400～1 000 nm光谱范围内黑硅吸收率为94％,是单晶硅的1.5倍;在1 200～1 700 nm光谱范围吸收率为55％～60％,是B掺杂单晶硅的20倍.制备的黑硅的光学带隙为0.600 6 eV,吸收光谱明显向红外方向偏移.     

用于非球面检验的激光直写高精度计算全息图制作

为实现高精度非球面的面形误差检测,对激光直写计算全息图(CGH)的关键技术进行研究。以获得最小线宽偏差为目的,通过基础工艺实验,探究离焦量对光刻胶上线宽的影响;研究湿法刻蚀过程对不同线宽引入的展宽规律;分析线宽误差与位置误差关系,得到CGH不同周期位置误差引入的波前误差。根据实验结果,制作最小线宽1.8 mm,直径80 mm的振幅型CGH。检测结果表明,波前误差均方根值为0.011l,达到l/100量级,可用于高精度非球面的检测。