化学气相沉积(CVD)碳化硅厚膜的实验研究

本研究通过CH₃SiCl₃/H₂体系,温度在1100℃—1500℃范围内,常压下,在石墨基底上CVD—SiC厚膜实验,观察了总流量、温度及CH₃SiCl₃浓度对沉积速率的影响。用扫描电镜及X射线衍射分析了沉积层的表面形貌及组织结构。结果发现当温度为1300℃、总流量为81/min、CH₃SiCl₃浓度为12mmol/min时沉积层为择优取向[111]的致密柱状β-SiC,且沉积速率最高,20分钟,沉积量可达10mg/cm²左右。     

稀土掺杂钙钛矿型氟化物晶体生长及其光谱

用Bridgman-Stockbarger法长出了Eu²⁺:KMgF₃和LiBaF₃单晶。用区熔法长出Re:LiBaF₃(Re=Ce³⁺,Tb³⁺,Eu²⁺)晶体。X光衍射分析表明由相图得到的原料比BaF₂:LiF=40:60(mol%)时生长的是多晶,因为,最开始析出的是BaF₂。对掺杂晶体进行了光谱研究。氮分子激光器泵浦的Eu²⁺:KMgF₃荧光光谱显示了多中心结构。     

吉林省光学学会1991年年会论文摘要

铌酸钆(GdNbO₄)的结构是畸变的白钨矿结构,单斜晶系.稀土离子处在 C₂对称格位上,因此⁵D₀→⁷F₁(或⁷F₀-⁵D₁)跃迁应该是三重(2J+1)劈裂.实际观察到⁵D₀→⁷F₁(j=1,2,3)跃迁荧光谱线数目是与基质晶格的完整性和热振动有关.⁶D₀→⁷F₂电偶极跃迁(611nm)荧光强度与激发波长有关.     

掺杂BaF2晶体闪烁性能的研究

在 BaF₂晶体中掺人 LaF₃,CeF₂,NaF 结晶出 BaF₂(La),BaF₂(Ce),BaF₂(Na)晶体,经测试,其中 BaF₂(La)晶体闪烁发光快成分的强度比纯 BaF₂晶体不减弱,而发光慢成分被抑制3倍,耐辐照能力可以达10⁶rad,表明新晶体有希望满足未来高能物理实验的要求。同时我们对 BaF₂晶体自身的损伤机制和闪烁机制进行了深入研究。     

X2O3(X=B、Al、Ga)-K2O(ZnO)-Nb2O5系统玻璃生成及性质

用通常的玻璃熔融浇注或高温水淬火方法,研究了(B、Al、Ga)₂O₃-K₂O(ZnO)一Nb₂O₅系统玻璃生成能力。测定了有关玻璃的折射率、色散、密度及红外透过率等性质。实验结果表明:钾铌酸盐K(NbO₃)比锌铌酸盐Zn₂(Nb₂O₇)易形成玻璃;X₂O₃-K₂O-Nb₂O₅各系统均能形成玻璃。值得注意的是,X₂O₃含量低于30%mol(甚至可低达10%mol)时,仍然能生成玻璃。这时,Nb₂O₅含量按B³⁺、Al³⁺、Ga³⁺顺序而趋向增加(25-45%mol)。其中Al₂O₂和Ga₂O₃钾铌酸盐玻璃红外透过截止波长大于6μm;Nb₂O₅-B₂O₃-K₂O系统玻璃具有高色散、低折射率等性质,它们的密度与光性相近的其它玻璃相比又比较小。最后,根据玻璃结构参数、键参数、电负性与平均离子半径比的关系等计算结果,推断了Nb⁵⁺的配位数为四和六。Nb₂O₅在Nb₂O₅-X₂O₃-K₂O系统中赋存状态为偏铌酸盐。     

S2分子的激发态与X3Σ-g→B3Σ-u吸收谱研究

S₂分子是一种在能源和激光领域有应用前景的物质,几十年来,人们对S₂分子的电子结构与光谱的研究不断深入。应用量子化学从头算方法(完全活性空间多组态自洽场方法和多参考二阶微扰方法)计算了S₂分子的11个电子态,并与其他文献结果作了比较,得到了与其他文献符合较好的结果;讨论了不同方法对激发态计算的适用性的问题:完全活性空间多组态自洽场方法适用于分子平衡态几何构形的优化,考虑到电子的动力学相关,能量的计算多参考二阶微扰方法更好。计算了S₂分子X³Σ^-_g(v)→B³Σ^-_u的垂直吸收谱,给出了速度规范下基态电子态各振动级X³Σ^-_g(v)垂直跃迁到B³Σ^-_u的振子强度,结果表明S₂分子是一种泵浦范围较宽(350~600 nm)的良好的激光工作物质。     

改进型Henke超软X光源的研究

本文介绍了改进型Henke超软X光源的结构特点及电子光学特性。新研制的改进型Henke X光源在原型基础上作了许多改进。首次采用了双阴极四焦线的结构。通过四条焦线的合理分布,有效地改善了辐射强度的空间分布,使原Henke型软X光源的驼峰形辐射强度分布变平坦了。同时,在改进的Henke源中采用了新型六硼化镧(LaB₆)高效阴极取代了原来的钨阴极,从而降低了灯丝功率,提高了阴极发射效率。同时本文还推导了当电子垂直入射靶面时的辐射强度最大值所对应之靶电压的计算公式:U_0m=3.77×10⁵(μ/ρ)^-1/2。利用该公式计算了Al-k_α、Cu-l_α1α2、B-k_α以及Be-k_α等特征谱线辐射强度的峰值靶压,计算结果与Henke等学者发表的实验结果完全符合。     

CW可调谐单频环形染料激光器β-BaB2O4晶体内腔倍频

本文论述了利用β-BaB₂O₄晶体进行内腔连续波环形染料激光器倍频,获得了可调谐单频紫外相干辐射。在292nm附近,用3WAr⁺激光(全谱线)泵浦,得到非线性转换系数～8.33×10^-4W^-1。通过改变相位匹配角,在288～302nm范围内输出连续可调谐紫外谐波。β-BaB₂O₄晶体角灵敏度～27cm^-1/mrad。     

掺杂分散红73的有机聚合物PMMA薄膜全光极化的研究

制备了以分散红73为客体的PMMA掺杂型有机聚合物薄膜样品,对之进行了全光极化特性的研究,极化使薄膜产生二阶非线性,种子光的强度越大,其二阶非线性极化率达到饱和值越快;种子光的位相差、相对强度比、光场强度比等因素影响薄膜的二阶非线性的优劣。     

全固态连续波555 nm黄-绿光激光器

报道了全固态连续波555 nm黄-绿光激光器,黄-绿激光分别由Nd:YAG和Nd:YVO₄晶体的946 nm和1342 nm谱线非线性和频产生,两条谱线各自晶体对应的能级跃迁分别为⁴F_3/2-⁴I_9/2和⁴F_3/2-⁴I13/2。实验中采用复合折叠腔结构,利用LBOI类临界位相匹配进行腔内和频,当注入到Nd∶YAG和Nd:YVO₄晶体的泵浦功率分别为12 W和8 W时,获得542 mW的TEM₀₀连续波555 nm黄-绿激光输出,4 h功率稳定度优于±3.7％。实验结果表明,采用Nd:YAG和Nd:YVO₄两种激光晶体进行腔内和频是获得黄-绿激光的高效方法,并可以应用到其它两种激光晶体进行腔内非线性和频,获得更多不同波长的激光输出。     

反应性离化团束制备光学薄膜新技术

本文叙述了离化团束淀积光学薄膜的基本概念及特性,研制了离化团束淀积光学薄膜装置,开展了光学薄膜晶体结构与性能关系的研究。所研制的光学薄膜的牢固性相当好。基底不加温就可以得到ZnS、MgF₂的硬膜。反应性离化团束淀积的ZnO光学薄膜具有优良的织构,SiO₂光学薄膜呈现多晶结构。     

阶段离子束辅助法制备基频减反膜

在研究阶段离子束辅助制备方式对薄膜性质影响的基础上,采用电子枪蒸发及离子束辅助沉积制备了氧化铪及氧化硅单层膜,采用阶段离子束辅助沉积及全程非离子束辅助沉积制备了基频减反膜。测量了所有样品的弱吸收、残余应力和激光损伤阈值。结果发现,相对电子枪热蒸发制备的样品,离子束辅助沉积的单层膜具有大的弱吸收、低的激光损伤阈值,且张应力减小,压应力增加;阶段离子束辅助沉积制备的减反膜剩余应力变小,弱吸收稍微增加,激光损伤阈值从10.91 J/cm²增加到18 J/cm²。分析表明,离子束辅助沉积在引入提高样品激光损伤阈值有利因素的同时,也引入 了不利因素,阶段离子束辅助沉积在引入有利因素的同时,有效减少了不利因素的引入,从而提高了样品的激光损伤阈值。     

高平均功率腔内和频蓝光Nd:YAG激光器

高平均功率蓝光激光是当前固体激光技术研究热点之一。尽管通过Nd³⁺的⁴F_3/2→⁴I_9/2态谱线倍频可获得瓦级蓝光输出,然而其准三能级物理特性严重限制其更高功率输出。研究了Nd³⁺离子⁴F_3/2→⁴I_13/2态1.3 μm谱线腔内三倍频产生高平均功率蓝光激光,获得4.3 W蓝光激光输出,重复频率3.5 kHz,脉冲宽度150±10 ns,光束质量M²因子约为5±1。研究表明:Nd∶YAG晶体1.3 μm多谱线振荡是制约实验结果的重要因素,若克服多谱线振荡问题,有望获得10 W级蓝光激光输出。     

离化团束淀积光学薄膜实验装置的研制和性能实验

研制了离化团束淀积装置。目前的实验结果,使用离化团束淀积技术在玻璃冷基底上镀制的ZnS膜MgF₂膜的机械牢固性较电子束在同样条件下制备的ZnS膜和MgF₂膜较强。用反应性离化团束技术制备的ZnO膜具有优良的取向结构。通过控制参数可以控制ZnO膜的结晶结构。     

应用L-MBE方法制备ZnO薄膜的结构和光学特性

用激光分子束外延(Laser Molecular Beam Epitaxy,L-MBE)设备在p型Si(111)衬底上制备了不同衬底温度和不同氧压的ZnO薄膜,用X射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)分别对薄膜的结构和形貌进行了分析,用He-Cd激光(325nm)激发的光致发光测试系统对薄膜进行了荧光光谱分析。研究发现,在衬底温度为400℃,氧压1Pa左右所制备的ZnO薄膜表面比较均匀致密,晶粒生长较充分,有较高的结晶质量和发光强度。ZnO薄膜的近带边发射与薄膜的结晶质量和化学配比均有关系。     

厚度效应对Pb(Zr0.53Ti0.47)O3薄膜微结构、铁电、介电性能的影响

用改进的溶胶-凝胶法在Pt(111)/Ti/SiO₂/Si(100)衬底上制备了不同厚度的高度(111)取向的Pb(Zr_0.53Ti_0.47)O₃薄膜.运用X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)分析了薄膜的微结构,原子力显微镜表明厚度为0.3μm和0.56μm的PZT薄膜的晶粒尺寸和表面粗糙度分别为0.2～0.3μm、2～3μm和0.92nm、34nm.0.3μm和0.56μm PZT薄膜的剩余极化(Pr)和矫顽场(Ec)分别为32.2μC/²、79.9kV/cm, 27.7μC/cm²、54.4kV/cm;在频率100KHz时,薄膜的介电常数和介电损耗分别为539、0.066,821、0.029.     

多孔体坩埚生长氟化钙晶体

采用独特设计的多孔体坩埚和自行设计的晶体生长炉,在真空条件下,用Bridgman-Stockbarger法生长出了CaF₂光学晶体。在真空度低于3×10^-3 Pa,生长区中心轴温度梯度为1.8~2.5 ℃/mm,径向梯度＜0.5 ℃/mm,生长速率为3~4 mm/h,初退火降温速率控制在20 ℃/h以下的生长条件下,进行熔料、氟化去氧、均一化熔体、控速生长及初退火,一炉次生长了七根57 mm×190 mm的CaF₂光学晶体,并进行了性能分析。结果表明,生长出的晶体透带宽,从紫外190 nm到红外9 000 nm均有良好的透过率,190 nm处透过率可达81%,9 000 nm处透过率可达83%,单晶率可达80%,位错密度达30/mm²。使用本文提出的设备和工艺,提高了CaF₂晶体的单晶率,降低了使用损耗,可实现中小尺寸CaF₂晶体的规模化生产。     

The role of substrates on the structural,optical, and morphological properties of zno nanotubes prepared by spray pyrolysis

ZnO films were deposited onto glass, ITO coated glass, and sapphire substrate by spray pyrolysis, and subsequently annealed at the same temperature of 400°C for 3 h. The role of substrate on the properties of ZnO films was investigated. The structural and optical properties of the films were investigated by X‐ray diffractometer (XRD) and photoluminescence (PL) spectrophotometer, respectively. The surface morphology of the nanostructured ZnO film was investigated by scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). Crystallographic properties revealed that the ZnO films deposited on sapphire and ITO substrates exhibit a strong c‐axis orientation of grains with hexagonal wurtzite structure. Extremely high UV emission intensity was determined in the film on ITO. The different luminescence behaviors was discussed, which would be caused by least value of strain in the film. Films grown on different substrates revealed differences in the morphology. ZnO films on ITO and sapphire substrates revealed better morphology than that of the film on glass. AFM images of the films prepared on ITO show uniform distribution of grains with large surface roughness, suitable for application in dye sensitized solar cells. Microsc. Res. Tech. 77:211–215, 2014. © 2013 Wiley Periodicals, Inc.