As2S8非晶态薄膜波导光学截止效应研究

报告了As2S8非晶态薄膜波导的光学截止（optical-stopping)效应的实验过程，初步结果和机理分析，介绍了硫系非晶态As2S8薄膜波导的制备工艺。以及实验光路和光学截止现象的过程，在实验基础上，结合有关硫系非晶态半导体中的其他一些光诱起现象的报道，我们提出了以微结构变动为前提，结合半导体能级理论的电子泵浦模型，解释了实验现象。     

As_2S_8非晶态薄膜波导光学截止效应研究

报告了As_2S_8非晶态薄膜波导的光学截止（optical-stopping）效应的实验过程、初步结果和机理分析.介绍了硫系非晶态As2S8薄膜波导的制备工艺,以及实验光路和光学截止现象的过程.在实验基础上,结合有关硫系非晶态半导体中的其他一些光诱起现象的报道,我们提出了以微结构变动为前提、结合半导体能级理论的电子泵浦模型,解释了实验现象.     

硅薄膜矩形空芯波导太阳能电池光捕获性能的研究

为提高薄膜电池对光的捕获能力, 将平面硅薄膜电池制 作成矩形空芯波导结构,对其太阳光注入方式、光捕获能力和光-电转换效能进行了理论和 实验探讨。基于 多层膜反射理论和波导反射模型对波导电池光捕获效果的预测表明,波导电池能够将入射光 限制在空芯结 构内多次反射和吸收,具有较平面电池更高的光捕获能力。测定了不同平行光束在不同入射角度 下平面和波导 电池的光捕获功率和光-电转换效能的结果表明,波导电池对入射光功率近似全部捕获,其 光-电功率转换效能 较对应的平面电池有3～5倍的提升。对不同截面尺寸和长度的单结空芯波导电池光捕获率 进行了计算,提 出从电池膜层结构和空芯几何尺寸参数优化硅薄膜矩形空芯波导电池的思路,通过优化有 望实现用小于多结平面电池外形尺寸的单结空芯波导电池达到更好的光捕获效果。     

中频溅射技术制备镱铒共掺Al2O3光波导

在硅单晶(100)衬底上用热氧化法氧化一层SiO₂做缓冲层,在高纯铝靶上镶嵌金属Yb,Er,然后用中频磁控溅射法制备了镱铒共掺杂氧化铝薄膜。讨论了靶电压及沉积速率随氧流量的变化的磁滞回线效应,分析得出了沉积氧化物薄膜的最佳氧流量。在室温下检测到了薄膜的位于1535nm的很强的光致发光光谱(PL),并在光学掩模下用BCl₃离子束对薄膜样品进行刻蚀,得到条形光波导。     

超快脉冲激光下石墨烯薄膜光声效率影响因素分析

基于固体的光声效应理论,建立了石墨烯薄膜光声效应的理论模型,推导了石墨烯薄膜光声信号的声压表达式.对不同基底的石墨烯薄膜进行了超快脉冲激光下的光声理论计算和实验测试,对比发现,计算值与实验值在频域内的变化趋势基本吻合,有效验证了理论模型的正确性.进而,利用灵敏度分析法对影响石墨烯薄膜光声效率的相关因素进行研究,结果表明...     

在InGaAsP/InP双异质结构中的光弹效应及其对侧向光的限制作用

从理论上计算了厚度为110nm的W0.95Ni0.05金属薄膜应变条在InGaAsP/InP双异质结构中形成的应力场分布,及由应力场分布引起的折射率变化.在W0.95Ni0.05金属薄膜应变条下半导体中0.2-2μm深度范围内,由应变引起条形波导轴中央的介电常数ε相应增加2.3×10-1-2.2×10-2(2μm应变条宽)和1.2×10-1-4.1×10-2(4μm应变条宽).同时,测量了由W0.95Ni0.05金属薄膜应变条所形成的InGaAsP/InP双异质结光弹效应波导结构导波的近场光模分布.从理论计算和实验结果两方面证实了InGaAsP/InP双异质结光弹效应波导结构对侧向光具有良好的限制作用.     

光波导的有限差分光束传播法设计及分析

讨论光波导数值计算方法中的有限差分光束传播法(FD-BPM)的设计与分析.从光波导理论、光波导数值算法、偏微分方程的差分方法引入FD-BPM算法.讨论了边界条件的计算及作用.结合具体光波导结构,运用FD-BPM算法进行数值计算;对得出的结论,通过改变不同参量,进行了结果的比较和分析.     

新型波导多层光存储原理和实验

一种新型的波导多层存储器(WMM)由多层平面光波导叠合构成，利用波导缺陷记录数据，通过缺陷的光散射效应读出数据，并利用波导对光的空间约束作用实现层选址。制作了10层WMM模型器件，并给出了数据读出原理性实验结果。结果表明：WMM的层内信噪比大，层间信号串扰小，是一种很有潜力的三维光存储技术。     

光波导用氟化物玻璃薄膜

系统回顾了光波导用氟化物玻璃薄膜的研究历史,总结了其制备方法与研究现状,重点介绍了氟化物玻璃薄膜在无源光波导和有源光波导上的应用,并对其前景进行了展望.     

InP基稀释光波导特性分析

从InP基稀释光波导的基本模型出发,利用有限差分波束传播（FD-BPM）算法,推导了InP基稀释光波导的有效折射率,对其进行了数值计算;根据光传输损耗方程,分析了稀释波导传输损耗产生的原因;对稀释光波导中TE/TM模式传输进行了详细的数值分析和模拟计算,并分析了其模场分布曲线。     

Low-loss CaxBa1−xNb2O6 ridge waveguide for electro-optic devices

Optical ridge waveguide using calcium barium niobate (CBN) on silicon substrate for the first time is designed, fabricated and characterized for future integrated electro-optic devices. To obtain single-mode propagation, the CBN thin strip is designed to be surrounded by thick silicon dioxide layer forming a ridge waveguide. Deposition of CBN film on profiled silicon dioxide introduces spatial separation which solves the CBN etching problem. Fabrication, edge polishing and near-field mode profile measurement of the waveguide are carried out. The measurement is in good agreement with the simulation and an exact loss as low as 2.15 dB/cm was obtained for the fabricated waveguide.     

热蒸发紫外LaF3薄膜光学常数的表征

薄膜光学常数的精确测定对于设计和制备多层薄膜具有重要意义。在JGS1型熔融石英基底上,采用热蒸发沉积方法制备了不同厚度的LaF3单层薄膜样品,利用光度法来获取弱吸收薄膜和基底的光学常数,计算得到其在185～450nm范围内折射率n和消光系数k的色散曲线。实验结果表明,当膜层厚度较薄时,LaF3薄膜折射率表现出不均匀性现象。随着薄膜厚度的增加,薄膜折射率不均匀性减小。在求解过程中选用不均匀模型后,拟合结果与实际测试光谱曲线吻合得很好,提高了薄膜光学常数的计算精度。     

Polyimide/Ta2O5/polyimide antiresonantreflecting optical waveguides

A novel antiresonant reflecting optical waveguide (ARROW) fabricated using both the organic and dielectric thin film technologies is presented for the first time. The ARROW consisted of the fluorinated polyimide and tantalum pentoxide (Ta₂O₅) hybrid layers deposited on a Si substrate. For TE polarized light, the propagation loss of the waveguide as low as 0.8 dB/cm is obtained at 632.8 nm. The propagation loss for TM polarized light is 2.7 dB/cm. Some design considerations of the hybrid ARROW are also discussed in this work     

高浓度Er^3＋／Yb^3＋掺杂硅酸盐玻璃波导放大器的增益特性研究

本文分析了高浓度Er^3 /Yb^3 掺杂硅酸盐玻璃波导放大器,通过优化Er^3 、Yb^3 离子的浓度,Er^3 /Er^3 离子对的影响可忽略,每个Er^3 离子可认为只与周围的Yb^3 离子配对。数值结果表明,制作高增益和超短长度（厘米量级）的Er^3 /Yb^3 混合掺杂波导放大器是可能的。获得了2.5dB/cm的增益。     

SiO2薄膜光学常数物理模型

SiO2薄膜是光学薄膜领域内常用的重要低折射率材料之一。在文中研究中,通过测量薄膜的椭偏参数,使用非线性最小二乘法反演计算获得薄膜的光学常数。采用离子束溅射和电子束蒸发两种方法制备了SiO2薄膜,在拟合过程中,基于L8（22）正交表设计了8组反演计算实验,以评价函数MSE为考核指标。实验结果表明:对IBS SiO2薄膜拟合MSE函数影响最大的为界面层模型,对EB SiO2薄膜拟合MSE函数影响最大的为Pore模型。同时确定了不同物理模型对拟合MSE函数的影响大小和反演计算过程模型选择的次序,按照确定的模型选择次序拟合,两种薄膜反演计算的MSE函数相对初始MSE可下降35%和38%,表明拟合过程模型选择合理物理意义明确。文中提供了一种判断薄膜物理模型中各因素对于薄膜光学常数分析作用大小的途径,对于薄膜光学常数分析具有指导意义。     

纳米颗粒改性PMMA光波导薄膜的研究

主要研究纳米颗粒改性甲基丙烯酸甲酯预聚物(PMMA)的工艺,以及光波导薄膜的制备技术和性能。具体采用机械混合方式进行纳米颗粒掺杂和旋涂技术,旨在提高PMMA光波导层的热稳定性和折射率,并优化实验工艺条件使光波导薄膜达到透明、均匀、致密及无气孔的要求,从而降低其光传输损耗。实验在玻璃和硅基片上制备了纳米改性的PMMA光波导薄膜,并利用各种先进的测试手段对其进行了性能测量和表征分析,结果表明:纳米SiO2颗粒能够大幅度地提高PMMA光波导层的热稳定性和玻璃化转变温度Tg,而纳米TiO2颗粒使其折射率也有显著的提高。     

纳米VO2薄膜相变特性的红外透射表征研究

采用双离子束溅射VOx薄膜附加热处理的方式制备纳米VO2薄膜,利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分别对其结晶结构和表面形貌进行了测试,利用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)对热驱动下纳米VO2薄膜相变过程中的光学性能进行测试与分析。实验结果表明,经400℃N2热处理后,获得了由纳米颗粒组成的VO2薄膜;在所测试的红外波段,纳米VO2薄膜内颗粒发生相变的初始温度随波长的增加而升高,薄膜的相变温度点随波长增加也逐渐升高。     

基于密度泛函理论计算的3d过渡金属掺杂CuGaS2电子结构分析

3d transition metals doped CuGaS2 are considered as possible absorbing material candidates for intermediated band thin film solar cells. The electronic structure and optical properties of 3d transition metals doped CuGaS2 are investigated by using density functional theory calculations with the GGA ＋ U method in the present work. The doping with 3d transition metals does not obviously change the crystal structure, band gap, and optical absorption edge of the CuGaS2 host. However, in the case of CuGa1-χTMχS2 （TM = Ti, V, Cr, Fe, and Ni）, there is at least one distinct isolated impurity energy level in the band gap, and the optical absorption is enhanced in the ultraviolet-light region. Therefore, these materials are band thin film solar ceils. The calculated results are very well better explain them. ideal absorber material candidates for intermediated consistent with experimental observations, and could better explain them.     

Flexible optical waveguide film fabrications and optoelectronic devices integration for fully embedded board-level optical interconnects

This paper demonstrates a flexible optical waveguide film with integrated optoelectronic devices (vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL) and p-i-n photodiode arrays) for fully embedded board-level optical interconnects. The optical waveguide circuit with 45/spl deg/ micromirror couplers was fabricated on a thin flexible polymeric substrate by soft molding. The 45/spl deg/ couplers were fabricated by cutting the waveguide with a microtome blade. The waveguide core material was SU-8 photoresist, and the cladding was cycloolefin copolymer. A thin VCSEL and p-i-n photodiode array were directly integrated on the waveguide film. Measured propagation loss of a waveguide was 0.6 dB/cm at 850 nm.