MCM—D介质膜及通孔工艺技术

MCM—D中薄膜介质层主要是用于多层布线的层间绝缘及埋置电容器介质层。介质膜的制备及刻蚀工艺是（MCM—D）薄膜多层布线工艺的基础和关键技术。聚酰亚胺具有高热稳定性、低介电系数、良好的平坦性及可加工性，是用的最多的薄膜介质材料。本文通过对聚酰亚胺的选择、旋涂、固化工艺控制解决了聚酰亚胺介质膜的制备及稳定性难题。通过精确控制腐蚀时间来实现通孔的湿法刻蚀。     

金属/介质膜脉宽压缩光栅研究进展

超短超高能量脉冲激光作为研究光和物质相互作用的有力手段得到了广泛研究。啁啾脉冲放大系统是产生这种激光的关键部分,其中脉宽压缩光栅作为啁啾脉冲放大系统的核心组成器件,具有至关重要的作用。金属/介质膜光栅具有高衍射效率、宽工作带宽、高激光损伤阈值等优良特性,受到了广泛关注。详细综述了金属/介质膜脉宽压缩光栅的发展概况,重点分析了金属/介质膜光栅的设计原理和制作工艺,展望了金属/介质膜光栅的发展前景,旨在增进对金属/介质膜脉宽压缩光栅的了解。     

提高氧化物介质膜层损伤阈值的研究

采用新清洗工艺对K9玻璃基片进行了清洗,镀制了多种氧化物介质膜,镀膜后的膜层损伤阈值比一般清洗要高出一倍多。用等离子体光法和相衬显微镜观察法相结合来判断损伤,分别用1-on-1测试法和R-on-1测试法确定了膜层的激光损伤阈值。     

激光对非λ/4膜系变反射率薄膜的损伤机理

讨论了高功率激光对非λ/4膜层组成的变反射率光学介质薄膜损伤时的场作用和热作用的物理机理,并对实际膜层的激光损伤阈值进行了测试.理论和实验研究结果证明,激光对该种膜系产生损伤的主要原因是膜层吸收激光能量引起的.     

TiO_2/SiO_2、ZrO_2/SiO_2多层介质膜光学损耗及激光损伤研究

以TiO_2/SiO_2及ZrO_2/SiO_2多层介质膜为例,测试了不同工艺条件及不同膜系结构下薄膜样品的光学损耗及激光损伤阈值,同时对实验结果作了初步的分析讨论.     

利用严格耦合波方法研究多层介质膜光栅掩膜特性

从理论和实验上研究了多层介质膜光栅掩膜特性，用严格耦合波（RCW）法对由光栅掩膜槽形和多层膜介质基底引起的衍射效率的变化进行了理论分析，计算得出不同形貌下的光栅掩膜的反射0级光谱衍射效率分布。在实验检测方法上，采用了0级反射光衍射效率分布来进行槽形判断，并将实验结果和理论计算进行了对比。结果证明使用该方法研究光栅掩膜形貌在一定程度上是有效的。     

不同脉宽皮秒激光对介质膜损伤修复的热影响

为了更深层次探究超短脉冲激光对惯性约束聚变(ICF)光学系统中常见的多膜层元件损伤修复性能以及特点,分别采用了240、35、6ps的1053nm激光脉冲在1053nm 0°高反膜上进行了损伤修复以及损伤增长测试实验,并在1053nm 45°高反膜上进行了大损伤区域的扫描修复实验。通过比较不同脉宽的修复点形貌以及损伤增长阈值,说明了超短脉冲用于修复多膜层光学元件损伤的优越性,并且脉宽越短修复效果越好。多点脉冲扫描修复结果表明,可以通过三维控制系统来任意控制扫描修复点形貌以达到最佳修复状态。     

色分离光栅激光诱导损伤特性实验研究

对色分离光栅(CSG)在10 64nmNd YAG激光辐照下的损伤特性进行了实验研究。研究表明,湿法刻蚀CSG的损伤阈值比干法刻蚀的高,刻蚀面的损伤阈值比非刻蚀面的损伤阈值大,激光入射表面选择影响光栅面和非光栅面的损伤阈值,从非光栅面入射,这两个面的损伤阈值都比从光栅面入射的高。     

利用介质膜特性矩阵讨论介质膜的增透条件

利用介质膜特型矩阵系统讨论了设计增透型介质膜的条件。本文主要从介质膜反射和透射的角度出发 ,利用反射率和透射率的关系 ,运用数学方法详细地讨论了实现介质膜增透的条件。以此理论为依据 ,可对不同介质材料或多层介质薄膜进行分析设计。     

光学膜层的激光预处理过程研究

重点研究了激光造成的膜层轻微损伤的微观结构和光学性质,分析了膜层表面质量、激光强度和照射次数对膜层表面变化的影响,以此为依据指导激光预处理方法来提高光学元件损伤阈值.就激光损伤机理而言,不管是雪崩离化机制还是多光子吸收机制,都直接或间接地与光学膜层的微观杂质、缺陷有关,预处理过程就是有效消除使膜层产生严重损坏的因素,即消除杂质和缺陷的过程,所以,预处理过程同时也是一个使膜层产生微损伤的过程.工作研究了几种sol-gel膜、PVD膜在预处理前后膜层表面的变化(损伤形貌),损伤阈值的增幅,发现最大不损伤能流值越高的膜层,其预处理效果更好.预处理过程膜层的安全性(减低预处理对膜层的破坏程度)、膜层的预处理效果与两种因素有关,即膜层的内在质量(与膜层缺陷无关的质量)和预处理的激光能量参数(包括初始能量、能量增量、频率等).本身缺陷或杂质较少(或小),阈值较高的膜层,预处理过程中激光能量可以大跨度增加(3～4次激光辐照),且预处理产生的损伤较小.激光对膜层的清洗作用是预处理过程的主要机制,采用水蒸汽凝结法对比水气在预处理膜层上的凝结和蒸发速度,证明其表面对水的接触角明显降低,既洁净度提高,但这不是大幅度提高损伤阈值的主要因素.对于缺陷和杂质较多的膜层(如多层反射膜),即使严格控制激光预处理条件,预处理过程中会不可避免地产生不同程度的微损伤,大部分微损伤点的位置与原始的缺陷和杂质点相吻合,由于这些缺陷是降低膜层整体损伤阈值的主要原因,所以,预处理效果明显(最高阈值增加达2倍),通过增加预处理过程中的能量分段,可降低微损伤的程度,提高其在工作能流下的稳定性,达到预处理的目的.(OH8)     

The Effect of Radiation on Transmission of Quasi-Periodic Multi-Layer Planar Dielectric Gratings

The transmission characteristics of quasi-periodic multi-layer planar dielectric gratings are systematically investigated by a method that combines the multimode network theory with rigorous mode matching method. The effect of radiation on the transmission characteristics of the multi-layer dielectric gratings is discussed in details, and some guidelines are given for accurate design of the gratings.     

EM analysis of a conducting scatterer in optic dielectric waveguide

A method to compute the scattered field of curved mirrors and gratings in a dielectric slab waveguide is proposed. In contrast to the beam propagation method (BPM) for this kind of problems, the method of moment is adopted. By introducing the dyadic Green's function in a slab waveguide, the electric field integral equations for induced current distribution on the conducting obstacles are derived. To improve the computational efficiency, the modified Green's function is incorporated into the computation program. With this study, the effects of grooves of gratings and the finite extent of the mirrors in dielectric waveguides can be investigated in more detail     

飞秒激光作用下啁啾镜膜层内损伤相关动力学

光学元器件的激光损伤问题,一直以来都困扰着超强超短激光系统的进一步发展。飞秒激光领域,激光脉冲引起的光学器件损伤主要由材料的本征特性决定。光学材料内的多光子电离、雪崩电离、导带电子弛豫等一系列非线性过程,与材料的激光损伤过程密切相关。利用泵浦探测技术,采用中心波长为800 nm,重复频率1 kHz的飞秒激光脉冲,对Nb2O5/SiO2啁啾镜介质膜的内部与飞秒激光损伤相关的超快动力学进行了研究。发现强的泵浦光脉冲辐照结束后飞秒乃至几十皮秒的范围内,啁啾镜对探测光的反射率有一定程度的下降。反射率降低的主要原因是泵浦光在介质膜的Nb2O5层内激发的大量的自由电子对探测光吸收所致,且该过程对激光诱导损伤过程起主导作用。通过反射率的变化,对其介质膜内导带电子弛豫过程进行探究,测定得到其衰减寿命,分别为1.31、6.88、22.34 ps。     

Coupling efficiency of front surface and multilayer mirrors as fiber-end reflectors

We examine the efficiency with which light is reflected back into a single-mode fiber by front surface and multilayer dielectric mirrors. Coupling losses are due to the penetration of light into a multi-layer dielectric mirror, fiber-mirror separation, mirror tilt, and polishing-induced curvature of the fiber-end face. We also discuss the degradation of the coupling efficiency due to random errors of the optical layer thickness of dielectric mirrors. The results of this paper are needed for the discussion of the performance of a fiber Fabry-Perot interferometer to he presented in a companion paper.     

用于显示的宽带多层介质半反镜

提出显示需要的一种宽带多层介质半反镜.采用对称膜系结构进行设计,并用共轭梯度法进行仿真优化,得到的多层介质半反镜在可见光波长范围都有很好的半反半透特性,并且对入射光的角度不敏感,从而保证了显示系统的亮度均匀性.     

PDMS多层次蘑菇形微结构的制作

提出了一种基于光刻胶牺牲层技术的用于制作多层次SU-8模具的新方法,并进一步采用浇注成型的方法制作了聚二甲基硅氧烷(PDMS)多层次蘑菇形微结构。在多层次SU-8模具的制作过程中,使用了正性光刻胶BP212作为牺牲层,并采用超声辅助显影的方法使显影的时间大大缩短。通过对多层次SU-8模具预处理,有效减小了多层次SU-8模具与PDMS的结合力,从而提高了PDMS脱模的成功率。对制作的PDMS多层次蘑菇形微结构和PDMS单层次微柱结构进行了接触角测试。结果表明,PDMS多层次蘑菇形微结构的接触角为150.93°±1.6°,PDMS单层次微柱结构的接触角为139.19°±0.1°。由此可知PDMS多层次蘑菇形微结构具有优异的超疏水性能。     

多波长飞秒激光损伤可见光滤光片的实验及机理

针对飞秒激光作用光学该实验条件下薄膜过程中损伤阈值与激光波长的关系问题,利用近红外波段波长可调谐的高重频飞秒脉冲激光,对可见光滤光片光谱通带的过渡区域进行了背向损伤实验,测量了不同波长下的平均功率密度损伤阈值,并从飞秒激光作用的雪崩电离过程出发,推导并计算了该阈值与薄膜干涉场分布的关系,理论结果较好的预测了不同波长下平均功率密度损伤阈值的发展趋势.研究表明,该实验条件下薄膜的飞秒激光损伤是整体行为,同一样品中,干涉场分布的平均值越高即膜层中瞬时驻留的激光能量越大时,相应损伤阈值越低.     

中红外高激光破坏阈值薄膜的研究

针对中红外波段（尤其是2.94 μm波长）,选择合适的薄膜材料并结合适当的制备工艺参数,优化制备出了几种高破坏阈值2.94 μm激光腔镜。使用了1.06 μm和2.94 μm两种波长的激光对样品进行了破坏阈值实验。通过实验结果进行对比,总结出该波段高破坏阈值光学薄膜的一些独特性质以及镀制要求,得出一套有效地镀制高激光破坏阈值中红外薄膜的方案。所镀腔镜经过自制的自由震荡式长脉宽2.94 μm Er:YAG激光器的使用检验,满足使用要求。     

二进前向多层神经网络实现的研究

文章提出一种硬件实现二进前向多层神经网络及其硬限幅函数的方法。所设计的神经元电路的权值和阈值均为片内存储的整数，可取负值，也可学习，当输入模式要求更大的维数时可以扩展。仿真结果符合要求。     

两级串级拉曼全光纤激光器的数值模拟及分析

用双通结构理论对采用光纤光栅做腔镜的两级的串级拉曼激光器进行了数值模拟。在此基础上,分析了光纤长度、谐振腔损耗及输出镜反射率等因素对两级掺磷全光纤拉曼激光器的输出功率、阈值、斜率效率等输出特性的影响,并给出了串级拉曼激光器的优化设计参数。