不同衬底材料对光刻胶剖面的影响

文章研究了在127mm硅片上分别生长金属铝和二氧化硅氮化硅叠两种IC常用材料作为衬底对光刻胶形貌的影响,其造成光刻胶形貌差的原因是金属底部反射率高导致光刻胶侧面曝光和入射光通过二氧化硅氮化硅叠层厚度的光程差正好为光源波长的整数倍,从而导致光刻胶底部干涉光同相位。通过增加底部抗反射层和调整最佳膜层厚度解决了在这两种衬底材料下光刻胶形貌差的问题。     

用于智能显示的相位型计算全息图的设计

介绍了一种基于相息图原理的用于智能显示的纯相位型计算全息图的设计方法,并在此基础上,以雪花图形和分划板图形为例,完成了全息元件实验样件的制作及全息再现实验,这种实时再现的图像可以用于智能显示。在已知记录介质折射率的情况下,通过控制纯相位型计算全息图记录介质表面微结构的宽度和高度来调制光波,得到所需图像。采用逐步迭代的傅里叶变换算法来获取纯相位型计算全息图的相位结构,为了降低相位型计算全息图的制作难度,提出量化数学模型,并对所设计的相位结构进行量化处理,给出了纯相位型计算全息图的4台阶浮雕型相位结构。全息元件的尺寸设定为6mm×6mm,工作波长为650nm,衍射结构的最小特征尺寸为8μm。理论计算和模拟再现像的结果表明,在未考虑加工误差的条件下,所提供的这种用于智能显示的纯相位型计算全息图的设计方法是可行的。此方法可推广用于其它任意特定图案的纯相位型计算全息图的设计,也可用于设计具有光束整形功能的衍射光学元件,如离轴照明的光束的整形匀光器件等。用于智能显示时,用平行光照射制作的实验样件,只得到的单一的衍射图像,不存在其他衍射级次的图像,在考虑采用台阶量化结构和存在加工误差的情况下,衍射效率仍然很高。若改变设计的全息图相位的正负,并用平行光以特定的角度照射制作此相位型计算全息图,可用于全息瞄准。     

全息透镜的设计

本文通过计算从透镜的入射面到其焦平面间的光程差来计算透镜引起的相位改变,提出一种用计算机设计全息透镜的方法,并考虑光在全息透镜和象平面间传输引起的相位改变,最后用模拟出一全息透镜。     

激光/电视分光膜的设计与研制

激光/电视分光膜实现了光路的"二光合一",简化了光学系统结构,在军用光学系统中得到了广泛应用。采用匹配层和Refinement计算机辅助法设计了激光电视分光膜,并对所设计的膜层进行镀制;最后,对制备的激光电视分光膜进行测试,结果表明膜层各项性能指标符合设计要求。     

利用光纤干涉法测量光学粗糙面的形状

本文叙述利用由光纤和折射率分布型透镜组成的探测器测量反射表面形状的装置。用光纤端面的反射和测量面的反射构成斐索干涉仪，通过半导体激光光源的电流调制进行相位调制。因为图中用D1所探测的光强度随激光的光强、测量面的光程差、干涉的能     

基于迭代傅里叶变换的3维全息图计算新方法

为了进行3维物体全息图的快速运算,在迭代傅里叶变换算法基础上,通过分析透镜的傅里叶变换性质,采用编码球面相位因子的方法,将全息图平行光再现等效为点光源再现。将球面相位因子加入到迭代运算中,获得了具有深度特征的3维物体全息图;同时利用球面相位因子查表运算法简化了相位因子的计算,提高了算法的迭代速度,并基于空间光调制器进行了3维物体的再现实验。结果表明,该算法具有良好的收敛特性,计算的全息图能够在不同距离的像面实现对应层面的物场再现,具有3维的视觉效果。     

激光二极管端面抽运激光晶体的热效应

建立了激光晶体的热传导模型,通过求解泊松方程,得到激光晶体内温度和温度场分布,计算了由端面形变引起的光程差(OPD)和总的光程差,得到不同抽运功率下的热焦距,并通过实验进行了验证,实验结果与理论计算基本一致。当抽运功率为10 W,抽运光斑半径320μm时,Nd∶YVO4激光晶体端面形变引起的光程差占总的光程差的45%。抽运功率为24 W时,晶体热焦距为65.8 mm。提出激光晶体端面腔镜会加重激光晶体热透镜效应的结论。研究表明,对于大功率全固态激光器,由晶体端面形变引起的光程差对晶体热透镜效应有较大影响。对提高激光器的稳定性、研究晶体的热效应提供了理论依据。     

喷射燃烧气流场的相位计算

本文将傅立叶变换(FT)引入到喷射燃烧气流场的相位计算中。利用马赫—曾德干涉法,得到平行光通过喷射燃烧气体空间后所形成不同时刻的双光束干涉条纹图,应用傅里叶变换对干涉条纹进行相位计算,再现喷射气流燃烧的完整过程。同时可以此求得光线偏折角与相位和轴向折射率场的关系,为流动显示与热物理参数测试中的快速动态过程提供一种实验分析手段。     

压电致动微雾化器的压电-固-液耦合特性分析

针对微雾化器存在的多能域能量耦合问题,建立了压电微雾化器的固-液-声耦合模型,对其耦合特性进行了数值计算,并着重分析了液体层厚度对耦合性的影响,得到了液体层厚度对系统的结构振动、声压力波特性的影响规律.结果表明,由于液体层与固体的耦合作用,压电振子振动的同时,喷孔膜也产生振动,并且两者间存在相位关系;液体层的厚度直接影响结构的耦合性、谐振频率大小及背膜与喷孔膜的相位差,并且存在最佳的设计参数,当液体层厚度为500 μm时,谐振频率最大约是38 kHz,此时,可产生较大的声压力波及较大的流量.微雾化器设计时只考虑压电振子的振幅是不全面的,必须同时考虑喷孔膜的振动及与背膜的相位关系,新的设计原则可为微雾化器的优化设计提供指导依据.     

有机玻璃板对PDA测量结果影响的研究

激光相位多普勒技术PDA测量时对激光光束光路调整要求很高,但在大多数PDA实验测量中其激光光程常常布置有透明玻璃。理论上,有机玻璃的存在必定给实验测量带来了系统误差。通过PDA喷雾实验对有无有机玻璃以及改变玻璃板的厚度几种情况进行了对比测量,发现有机玻璃板的存在对实验结果的影响较大,并对其产生原因进行了理论分析。     

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。     

用全息分色法制作彩色全息图

通过使用三张编码全息片和三种滤光片,用白光将彩色正片的红、绿、兰三色信息记录在一张或两张全息片上。用单色激光同时再现出记录的三种颜色信息的光强分布,并将它们记录在同一张全息片上作成彩色全息图。本方法的显著优点是消除了影响彩色全息图质量的激光斑纹及提高了彩色全息图制作中的光功率利用率。     

基于偏振光反射多点法测量薄膜参数

依据偏振光反射原理和多角度测量的多点拟合算法,实现了对薄膜材料折射率和厚度的精确测量。将高准直半导体激光入射到薄膜样品与空气分界面上,逐步旋转样品或改变样品表面的入射角,得到待测样品的反射率随入射角变化曲线。在曲线上取不同入射角处所对应的反射率,根据计算公式求解出多组薄膜厚度和折射率。利用已测量的多组反射率与求解出的薄膜参数相应反射率拟合后可确定出薄膜参数最优解。在求出的薄膜参数附近拓展一定范围再次拟合,可求出更精确的薄膜参数。基于此方法测量了SiO2薄膜的折射率和厚度,测量折射率误差不超过0.3%,厚度误差不超过0.07%。     

各向异性PDLC散射膜的特性研究

采用摩擦表面取向层的方法制备了有光学各向异性结构的ＰＤＬＣ膜。研究了液晶盒的厚度、摩擦强度,以及在紫外光诱导相分离过程中的光照强度对ＰＤＬＣ膜的光学各向异性程度和电光特性的影响。对ＰＤＬＣ的光学各向异性进行了研究,并给出了要获得低阈值电压、高各向异性的聚合物分散液晶各向异性膜的盒厚、摩擦强度以及光照度等条件。被取向后的ＰＤＬＣ各向异性膜可被用来作为具有很好光电特性的电可调散射式偏振片。     

利用激光光声技术测量薄膜材料的热扩散率

报道了一种利用激光光声背激发技术测量薄膜材料热扩散率的原理与实验方法,通过测量背激发光声信号的相位,得到了背激发光声信号的相位随频率、薄膜厚度变化规律,进而得到了不同薄膜厚度下材料的热扩散率。结果表明当薄膜材料的厚度减少到微米级时,热扩散率表现出对厚度尺寸效应的依赖性,此时需用微观热量输运理论进行分析。     

双激光制备双层结构类金刚石膜的实验研究

利用飞秒激光和纳秒激光分别在氧气氛环境和高真空环境中烧蚀石墨靶材,在硅基底上获得了两种不同的类金刚石膜,通过红外透过曲线的拟合,获得了各自的光学参数;进而设计和制备了不同厚度组合的双层结构类金刚石膜硅基底样品:飞秒激光在氧气氛环境中制备的类金刚石膜具有低折射率、高透过性的特点,所以将其作为双层膜的内层,发挥其红外增透效能;纳秒激光在高真空环境中制备的类金刚石膜具有高硬度、耐蚀性的特点,所以将其作为双层膜的外表层,发挥其抗划、耐蚀的功能。实验测试表明:随着外表保护层厚度的增加,样品的中红外平均透过率逐渐下降0.5%~3%,表面硬度提高7.2~24.7 GPa。碱溶液浸泡试验表明,外表保护层能够承受碱溶液腐蚀,但过薄的保护层不能阻止溶液向膜层内部的渗透,从而使得不具有耐蚀性的红外增透层被腐蚀。研究结果为不同应用目的的双层膜或多层膜结构的设计与制备提供了实验基础。     

光线偏折对激光测量火焰温度场干涉图的影响

以燃烧数值模拟所获得的层流乙稀扩散火焰的折射率和温度数据为基础,利用所获得的离散数据和折射率公式,得到了任意光线在火焰单一高度平面上圆域范围内前进的详细过程。分析了由于折射率不均匀造成的光线偏折对利用激光全息干涉法测量火焰温度场干涉图的影响;给出了不同平行光条数和不同离轴距离光线的偏移情况;对实验中激光穿过火焰区域后的高亮边界现象进行了讨论。计算和分析表明:利用该算法可以计算出任意光线前进的详细数据;不同平行光条数和不同离轴距离光的偏折效应不一样,离轴距离越大,光的偏折效应越明显;激光穿过火焰区域后的高亮边界现象是由于光的偏折造成的,为干涉图像处理中相位的提取提供了依据。     

细激光束在全息照像中的应用

本文指出全息记录材料可看作一散射物体,当激光束通过它后形成散射光,对全息再现象来说,它就是散射噪声,利用细激光束很容易测量出散射噪声和记录材料中散射颗粒的大小,后者对干板的鉴别率起着决定性的作用,而鉴别率不够,将会导至全息记录的彻底失败。并报导了;如何利用细激光束的散射图象,来分析模压全息图片和全息再现像的波像差,以及在全息干涉计量中用细激光束成像从干涉条纹获取信息的方法。     

Multifunctional Dielectric Metasurfaces Consisting of Color Holograms Encoded into Color Printed Images

A hologram records the wavefront of light from an object, but it is usually not an image itself, and looks unintelligible under diffuse ambient light. Here a new paradigm to encode a color hologram onto a color printed image is experimentally demonstrated. The printed image can be directly viewed under white light illumination, while a low‐crosstalk color holographic image can be seen when the device is illuminated with red (R), green (G), and blue (B) laser beams. The device is a dielectric metasurface that consists of titanium dioxide (TiO₂) cones on a glass substrate. The dimensions of the TiO₂ cones are chosen to allow them to support visible‐wavelength resonances, thereby producing the desired reflection spectra and thus the color printed image. The detour phase method is furthermore used to encode the hologram into the metasurface. The approach is conceptually different from previously demonstrated color printed images or holograms and presents opportunities for optical document security and data storage applications.