光学元件吸收测量

采用量热法测量了光学元件的吸收,分析了元件表面反射对测量的影响,并测量了GaAs基片和GaAs高反镜的吸收,分析了测量误差。     

光学薄膜抗激光损伤的测量

本文着重介绍1.06μm波长固体脉冲激光器对各种光学薄膜抗激光损伤性能的研究。作为研究方法它可以在其它波长、其它类型激光器对光学薄膜抗激光损伤的研究中作为借鉴。     

激光量热法测量深紫外氟化物薄膜吸收

为了获得薄膜材料吸收率与深紫外激光照射能量密度间的对应关系,掌握薄膜材料深紫外吸收特性,应制定相应的吸收测量规范。介绍了激光量热法的原理及测试流程,分析了测试过程中的剂量效应、非线性吸收和不可恢复吸收等现象,提出了利用激光量热法测量应用于波长193nm紫外光刻系统的氟化物薄膜材料吸收率的方法,并进行了实际测量。根据所建立的测量方法,获得熔石英基底材料在193nm紫外光照射下的剂量效应及出现不可恢复吸收现象时相应的激光能量密度,进而测量出基底材料吸收率与激光能量密度之间的关系;通过热蒸发对基底镀氟化镁及氟化镧单层膜,测量镀膜后样品的吸收率与激光能量密度的关系,通过与镀膜前吸收率的对比,计算了两种薄膜材料吸收率与激光能量密度的关系,推算出薄膜材料在实际工作状态时的吸收率,并得到不同沉积温度下氟化镧薄膜材料吸收率、粗糙度与波纹度。实验结果证实了新提出测量方法的可行性,测量结果为改善系统成像质量以及延长元件使用寿命提供支持。     

表面热透镜与光热失调技术测量光学薄膜吸收的灵敏度比较

在理论分析优化的基础上,以BK7玻璃和石英为基底的高反射光学薄膜为样品,采用强度调制的连续激光作为激励光源,实验研究了表面热透镜(STL)技术和光热失调(PTDT)技术的信号幅值随激励光调制频率的变化关系,分析比较了这两种方法在测量光学薄膜吸收损耗方面的灵敏度.实验表明,光热失调技术具有构型优化简单、实验操作难度低和测量空间分辨率高等优点,对于具有较高反射率温度系数的高反射膜等样品,采用光热失调技术有利于提高薄膜吸收损耗测量的灵敏度.实验结果与理论分析基本一致.     

实现光学薄膜吸收损耗绝对测量的新方法

光学薄膜吸收损耗的绝对测量对光学薄膜的优化设计与应用至关重要,以光热失调技术实现光学薄膜吸收损耗的绝对测量为研究目的,采取连续激光加热的方式,理论与实验相结合,提出了一种利用反射率或透射率、温度变化和加热光功率之间的3个线性关系,实现吸收损耗绝对测量的方法。针对设计的高反射光学薄膜实验样品,获得样品对加热光功率的吸收率绝对值为1.64×10-2,并分析了影响测量精度的主要因素。研究表明,提出的方法可以实现光学薄膜吸收损耗的绝对测量,特别适合于具有较大反射率或透射率温度系数的样品,测量准确性依赖于样品表面温度理论模型的建立和实验测量的精度,研究结果为光热失调技术的进一步应用提供了理论和实验支持。     

光学薄膜弱吸收测试装置参数优化

光学薄膜对入射光的弱吸收特性是评价元件质量的重要参数.在高能激光作用下,即使十分微弱的吸收也将足以导致薄膜元件的灾难性破坏.因此,有必要对光学薄膜的平均吸收及局部吸收进行精确、快速、实时的检测.从光热偏转技术发展而来的表面热透镜法由于其对测试装置要求的放宽,并且同样拥有较高的测试精度,是测试元件薄膜弱吸收特性的有效方法...     

量热阵列测量远场激光能量的重构方法

为了建立基于探头背光面温升测量重构入射激光能量的方法,推导出了单元探头内温度场分布的半解析表达式,分析确定了重构入射激光能量的特征要素。通过引入标定系数,获得了用探头背光面最大温升重构入射激光能量以及计算标定系数的公式。数值计算讨论了探头尺寸(圆柱体探头的直径与长度)、入射激光特性(表面反射系数与照射时间)、环境条件(环境温度与对流换热系数)对标定系数的影响。通过对重构能量的对流-辐射和靶面反射系数修正,使修正后的重构算法适用于不同环境条件下、对不同波长激光远场参数测量的需求,且量热阵列各单元测量结果有很好的一致性,可有效地提高远场激光能量的测量精度。     

以溶胶—凝胶法制备光学薄膜

溶胶－凝胶过程是制备包括光学涂膜在嵛大类氧化物制品的通用手段。为激光系统涂膜所进行的研究已持续近３年，早期的工作由于破坏阈值低和价格昂贵而受阻，然而最近的一些改善已导致特别成功地制出四分之一波长烧结二氧化硅减反膜，该膜已用于高功率激光聚变系统，其激光破坏阈值高于其他方法制备的膜２￣３倍，前不久研究制备的１／４波长高低折射率交替多层高反膜虽没有减反膜那么好，但与和其竞争的材料相比，仍有其优越必，此法     

采用光热失调技术的光学薄膜吸收均匀性测量系统

由于大口径光学薄膜的应用越来越广泛,其吸收损耗的均匀性测量越来越重要。文中首次根据光热失调技术的基本原理,使用Visual Basic 6.0 编写控制程序,搭建一套采用连续激光作为加热光源的光热失调技术的实验系统,实现了样品表面各点光热信号的自动采集与处理,并根据测量结果绘制出用于相对吸收均匀性研究的图像。结果表明该实验系统实现了自动控制,运行稳定、测量准确,能够用于光学薄膜相对吸收均匀性的分析。该系统的建立为光热失调技术的进一步应用提供了实验基础。     

1064 nm激光脉冲致光学薄膜分层剥落损伤特性

研究了1064 nm激光辐照致光学薄膜分层剥落的损伤特性及其抑制手段。从光学薄膜的界面结构出发分析了温升在分层剥落产生过程中的作用,从理论上得出了剥落面积与辐照脉冲能量之间的关系式并通过实验进行验证,间接证明了分层剥落的成因;对分层剥落的抑制、改善方法进行了理论探讨与实验,证明亚阈值能量脉冲预辐照之后剥落面积明显减小,并且在一定范围内预辐照脉冲的能量密度越高相应的效果越明显,对作用机制给出了定性解释。     

激光与红外技术中应用的光学薄膜

本文介绍了当前在激光与红外应用中的光学薄膜动态,并给出其环境试验要求     

激光重复频率对ZnO薄膜发光特性的影响

在不同激光重复频率下用脉冲激光沉积方法(PLD)在Si (111)衬底上生长了ZnO薄膜, 以325 nm He-Cd激光器为激发源获得了薄膜的荧光光谱以研究其发光特性, 用X射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)研究了薄膜的晶体结构和表面形貌, 结果表明, 在激光重复频率为5 Hz时薄膜不仅具有良好的结晶质量, 同时也具有优异的紫外发光特性。对于相同的生长时间, 通过分析薄膜的厚度和激光脉冲频率的关系发现：每一个激光脉冲并不对应于薄膜的一个生长瞬间, 而是能够在较长的时间内维持薄膜生长的必要成分和分压。     

脉冲激光沉积法制备氧化锌薄膜

ZnO是一种新型的Ⅱ-Ⅵ族半导体材料,具有优良的晶格、光学和电学性能,其显著的特点是在紫外波段存在受激发射。利用脉冲激光沉积法(PLD)在氧气氛中烧蚀锌靶制备了纳米晶氧化锌薄膜,衬底为石英玻璃,晶粒尺寸约为28-35 nm。X射线衍射(XRD)结果和光致发光(PL)光谱的测量表明,当衬底温度在100-250℃范围内时,所获得的ZnO薄膜具有c轴的择优取向,所有样品的强紫外发射中心均在378-385 nm范围内,深能级发射中心约518-558 nm,衬底温度为200℃时,得到了单一的紫外光发射(没有深能级发光)。这归因于其较高的结晶质量。     

脉冲激光双光束沉积掺Mg的GaN薄膜的研究

采用脉冲激光双光束沉积系统在Si(111)衬底上生长了掺Mg的GaN薄膜和未掺杂GaN薄膜。利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、室温范德堡霍尔测量及光致发光(PL)光谱对两类薄膜进行对比分析，结果显示，所生长的GaN薄膜均为六方纤锌矿晶体结构，掺Mg可细化所生长的GaN薄膜晶粒。随着掺Mg量的增加，GaN薄膜无需后处理即可由”型导电转化为p型导电，GaN薄膜的光学性能随p型载流子浓度增大而提高；然而掺Mg却导致GaN薄膜结晶质量下降，掺镁量过大的GaN薄膜中p型载流子浓度反而减少，光致发光中黄发射峰增强较大。研究表明通过优化脉冲激光双光束沉积参数无需任何后处理可直接获得高空穴载流子浓度的p型GaN薄膜。     

DDI法测薄膜光学常数

双光束双波长激光干涉（ＤＤＩ）法采用自行设计的可调双波长氦氖激光器作光源，可在同一光路中通过两次测量获得薄膜样品两个波长（０．６３３μｍ，３．３９μｍ）下的光学常数，即折射率、消光系数和厚度。论述了测量原理、测量装置和测量结果。     

热致NiOx薄膜的结构和光学性质变化

利用直流磁控反应溅射技术制备了氧气和氩气的分压比为5∶100的NiOx薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和光谱仪研究了热处理对薄膜的微观结构和光学性质的影响,并对沉积态薄膜的粉末进行了热分析。沉积态的NiOx薄膜在262℃时开始分解,导致NiOx薄膜的透过率增加和反射率降低。X射线衍射和示差扫描量热曲线(DSC)分析表明,在热处理过程中并无物相的变化,光学性质的变化是由于NiOx薄膜热分解引起薄膜表面形貌发生变化而引起的。通过Kissinger公式计算出热分解所需克服的活化能为230.46kJ/mol,显示出很好的热稳定性。NiOx薄膜的热稳定性和热处理前后在波长为405nm处高的反射率差值,使其很有可能成为可录蓝光光盘的记录介质。     

二氧化钒薄膜用于激光防护时膜层厚度的计算

VO2膜作为相变温度最接近室温的热致相变材料,相变前透过率高,探测器可正常工作,吸收来袭激光能量相变后透过率低,起到保护探测器作用,可用在激光防护领域。膜层厚度对透过率有很大影响,采用吸收膜的特征矩阵方法加以分析,通过VO2膜的折射率及消光系数等光学参数,计算出薄膜相变前后透过率。按照符合透过率相变前75%,相变后5%的薄膜,计算出厚度,结合对溅射产额和溅射速率的计算,可得到制备时间。在硒化锌基片上制备了VO2膜,用红外分光光度计测量出相变前后透过率为79.2%和12.3%。样品经轮廓仪测量得到的厚度与计算得到的厚度基本相符。     

激光辐照光学薄膜研究进展

本文对激光与光学薄膜相互作用的原理做了简要介绍,从激光辐照光学薄膜时产生的光学、热学、声学以及力学效应对薄膜受激光辐照时产生的一系列现象进行分析,综述了国内外对以上效应研究的进展,以及上述研究成果对受高功率激光辐照的光学薄膜设计的指导意义。     

微显示技术与光学薄膜

讨论了光学薄膜在LCD、LCoS及DLP三种微显示光引擎中的应用。同时也简述了相应的光学薄膜技术的进展。