飞秒激光对P型碲镉汞打孔的形貌和PN结特性研究

激光束诱导电流(LBIC)检测实验表明,飞秒激光刻蚀P型碲镉汞形成的孔洞结构具有PN结特性.实验研究了激光刻蚀功率、激光聚焦透镜数值孔径等参数对刻蚀孔形貌的影响,发现在较低的激光功率范围内,孔径与激光功率基本呈线性关系.刻蚀孔反型层的厚度也与激光功率基本呈线性关系,但不同激光功率刻蚀所形成孔结构的LBIC信号强度的改变不大.另外,还研究了刻蚀激光在材料中聚焦深度对刻蚀孔LBIC信号的影响,发现该因素的影响并不明显.     

反向偏置下碲镉汞环孔PN结耗尽区电容的计算

采用突变结近似,对反向偏置下碲镉汞（HgCdTe）环孔PN结耗尽区电容的计算方法进行了分析和讨论,给出了若干条件下的计算结果,表明与有关理论分析的结论是吻合的。     

铝合金飞秒激光单步法和三步法旋切打孔技术研究

铝合金由于其优良的物理化学性能,在工业生产中得到了广泛应用,但铝合金的高反射率和高热导率限制了激光加工技术在铝合金精密加工中的应用。采用控制变量法研究了铝合金单步法旋切打孔技术中的激光重复频率、扫描次数、扫描速度、进给次数对微孔出入口形貌和锥度的影响规律。针对铝合金单步法旋切打孔中存在的锥度大和出入口形貌差等问题,提出了三步法旋切打孔方法。结果表明,该方法可以有效地减小微孔的锥度,改善出入口形貌,减少孔口周围的飞溅物堆积。主要原因是该方法可以有效地促进打孔过程中熔渣和等离子体的排出,减少其对激光能量的扰动,提高了激光能量的稳定性和均匀性。     

“飞秒激光微加工——打孔”的文献综述

飞秒激光微加工技术作为一种新兴的加工技术,具有非接触、效率高、加工精度高、热效应小、损伤阈值低以及能够实现真正的三维结构微加工等传统技术无法比拟的诸多优点,其应用领域相当广泛。文章描述了飞秒激光加工透明材料时,激光能量沉积在光学趋肤层,热效应极小的特性。指出了目前打孔普遍利用激光的直写技术,针孔掩模加工技术可以改善孔形的事实。最后展望了飞秒激光微加工的研究方向。     

激活退火对As掺杂型HgCdTe材料的影响

研究了激活退火热处理过程对As掺杂碲镉汞外延材料组分的影响,实验包括不同的热处理条件以及不同厚度外延材料,并用红外透射光谱测量了退火前后材料组分的变化。实验结果表明,在相同温度和相同时间的热处理条件下,外延层的厚度越厚,热处理对材料组分的影响越小;在相同温度不同时间的热处理过程中,随着时间增加,材料的组分变化也随之增加,并且,外延层越厚,组分的变化量也越小。     

激光束诱导电流对HgCdTe器件的研究

HgCdTe红外探测器件是目前研究和使用的主要探测器件之一，pn结构是它的基本功能单元和提高性能的关键之一，由其列阵构成的焦平面是HgCdTe红外探测器件发展的重要方向。因此迫切需要一种方便可行的无损检测方法可以实现对焦平面列阵的在线信息反馈以及针对pn功能结构进行深入研究。激光束诱导电流(LBIC)即是一种以激光为     

辅助气体对激光打孔的影响

辅助气体是影响激光打孔质量的一个重要因素,本文通过实验分析了辅助气体类型、气压对不同的材料激光打孔的孔径和孔臂粘滞物吹除的影响,提出了激光打孔中有效利用气压的概念,指出可采用直径非上的孔来产生很强的气流以提高有效利用气压,并利用激光打孔后作为喷嘴,获得了重复率高、倾斜度小和工件表面干净的激光打孔。     

响应波段外激光辐照PC HgCdTe 探测器系统实验研究

文中对多元多光谱红外探测器系统响应波段外激光的辐照效应进行了深入的实验研 究并对实验结果进行了分析。以1. 06μm 激光辐照三元光导型碲镉汞探测器系统的实验为例,说明了系统响应波段外激光辐照效应的实验规律。实验结果发现:探测器对系统响应波段以外的激光仍有响应信号,但响应规律与对波段内激光的响应不同,出现新的现象。研究表明: Ge 窗口被激光加热是导致探测器输出信号的根本原因,信号输出曲线由探测器的电阻～温度特性决定。     

HgCdTe器件中pn结结区扩展的表征方法

报道了液氮温度下激光束诱导电流(LBIC)和I-V测试两种在HgCdTe器件中pn结结区扩展的表征方法.通过LBIC和I-V测试,发现了p型HgCdTe材料中由B+离子注入成结和干法刻蚀成结对材料造成的损伤使得有效结区范围大于注入和刻蚀面积,并获得n区横向扩展.同时,通过对比,相互印证两种方法得到的测试结果一致.     

Diffusion length measurements in p-HgCdTe using laser beam induced current

The minority carrier diffusion length in p-HgCdTe is a key indicator of material quality and gives an indication of n-on-p diode performance when the zero bias resistance is diffusion limited. We present results of a temperature dependent study of diffusion length in p-HgCdTe using laser beam induced current (LBIC). Carriers are collected by a p-n junction formed using standard diode junction formation conditions, and thus not necessarily extending to the substrate. Two-dimensional modeling is used to examine the validity of results obtained using this geometry, as compared to the more standard diffusion length test structure geometries, which are harder to fabricate. The temperature dependence of the diffusion length can be compared with theoretical models to determine the dominant recombination mechanisms.     

频率啁啾对飞秒激光脉冲干涉场的影响

对具有频率啁啾的飞秒脉冲的干涉场分布特性进行了研究。分别模拟了物光存在啁啾、参考光存在啁啾以及物光与参考光均存在啁啾3种情况下高斯飞秒脉冲的干涉图,并从干涉图中提取了载频相位。通过对提取的载频相位分析,研究了频率啁啾对干涉场的影响。结果表明,脉冲的频率啁啾将导致干涉条纹对比度的下降和条纹周期的改变。当物光和参考光仅有一束存在啁啾时,干涉场条纹的对比度整体下降,并且条纹周期发生线性改变;当物光与参考光同时具有相同的频率啁啾时,位于干涉场边缘的条纹的衬比度会严重下降,这将导致干涉场的有效记录区域减小。本文研究对于飞秒数字全息的实验控制和数字重构精度均具有重要的参考价值。     

InSb中Be离子注入成结研究

进行了InSb中Be注入成结实验研究。得到的二极管在77 K低背景下测得的特性为:正向电流-电压遵守I0eqv/βKT规律,其中β为1.6,在-0.1 V时反向电流密度为2.14×10-7A/cm2,在-1 V时反向电流密度为3.9×10-6A/cm2,优值因子R0A为1.89×105Ωcm2。经装入结构测试,芯片光电性能达到生产要求水平。     

飞秒激光直写铒镱玻璃波导激光器的优化设计

为了对双向抽运的飞秒激光直写铒镱共掺磷酸盐玻璃波导激光器进行数值模拟,采用铒镱共掺系统的速率方程及传输方程,对波导尺寸、激光器后腔镜反射率、掺杂铒镱离子浓度比等参量进行了优化。得到当波导长度为10mm、后腔镜反射率为0.6、掺杂铒镱离子浓度比为3.6,975nm波长400mW抽运时,有1535nm波长57mW的激光输出。结果表明,计算结果和国外相关报道的实验结果相近,能够为飞秒激光加工有源玻璃波导及其激光器设计提供一定的理论依据。     

Effect of number of laser pulses on p+/n silicon ultra-shallow junction formation during non-melt ultra-violet laser thermal annealing

We investigate the effect of the number of laser pulses on the formation of p⁺/n silicon ultra-shallow junctions during non-melt ultra-violet laser (wavelength, 355 nm) annealing. Through surface peak temperature calculating by COMSOL Multiphysics, the non-melt laser thermal annealing is performed under the energy density of 130 mJ/cm². We demonstrate that increasing the number of laser pulses without additional pre-annealing is an effective annealing method for achieving good electrical properties and shallow junction depth by analyzing sheet resistance and junction depth profiles. The optimal number of laser pulses is eight for achieving a high degree of activation of dopant without further increase of junction depth. We have also explained the improved electrical characteristics of the samples on the basis of fully recovered crystallinity as revealed by Raman spectroscopy. Thus, it is suggested that controlling the number of laser pulses with moderate energy density is a promising laser annealing method without additional pre-annealing.     

飞秒激光活细胞微手术研究

采用飞秒激光对活细胞进行手术,研究了其手术分辨率和微损手术对细胞活性的影响.首先建立飞秒激光活细胞手术系统,可以实时对手术中的细胞进行荧光成像.其次,在绿色荧光蛋白标记组蛋白的Hela细胞核内研究手术分辨率,达到了190 nm的极限尺寸,同时发现,细胞核的微损不会导致Hela细胞的死亡,为实现细胞核内微区功能研究奠定了基础.最后,飞秒激光对嗅鞘细胞的突起进行切割,5 h内损伤的细胞恢复了活性,因此细胞突起的切割可以实现胞外物质的跨膜运输.     

透明材料飞秒激光三维微制备

利用飞秒激光对透明材料进行改性和加工，制备三维微结构和器件受到极大的关注。本文介绍了在透明材料内部或表面进行微制备的方法和应用，包括利用飞秒激光诱导的折射率变化来制作光波导、光栅和耦合器等；利用材料内部的微爆炸实现三维点存储和其它三维点阵结构等；通过界面的烧蚀过程进行打孔、切割和刻蚀等；利用双光子聚合制备微透镜、光子晶体和衍射光学元件等等。     

飞秒激光诱导TC4表面微观组织研究

为探究超快激光对金属材料的烧蚀特性,利用飞秒脉冲激光加工TC4,研究加工后TC4表面的形貌特点,分析飞秒激光加工金属的作用机理。当激光能量密度为8.05 J/cm2时,用白光干涉和扫描电镜观察不同扫描速度下材料表面的形貌变化。随着扫描速度的降低,表面条纹变深,条纹上方的二级微纳凸起尺寸增大,粗糙度增加,条纹侧面出现经典低空间频率条纹。从高斯光束特点和光斑重叠率角度对各种形貌的形成机理进行分析,高斯光束光斑中心处能量密度高,条纹上方形成凸起,侧面形成经典条纹;当光斑重叠率越大,单位面积内能量密度就越大,表面微结构尺寸也随之增大。     

强飞秒激光大气传输成丝特性研究

基于对强飞秒激光大气传输的非线性薛定谔方程的变分法,模拟研究飞秒激光大气传输成丝特性.研究了在是否考虑多光子吸收损耗的情况下,激光成丝状态的演化。研究表明：多光子吸收损耗会破坏自聚焦与等离子体散焦之间的动态平衡,进而引起成丝的不稳定性;在不同的入射功率下,成丝的起点位置会发生移动;在实验室条件下,Pin大于等于3Pcr 时才可能形成多次聚焦成丝传输。在继续增加激光入射功率时,光束因强烈聚焦发生崩塌而成多丝结构。