基于中间硅片厚度可控的三层阳极键合技术

三层键合Glass-Silicon-Glass(GSG)结构在光MEMS、微惯性器件、微流体芯片、射频MEMS以及低成本圆片级封装技术领域里是一项重要技术.基于MEMS精密研磨抛光工艺和阳极键合,结合新型玻璃通孔的腐蚀工艺,开展了中间硅片厚度可控的三层阳极键合工艺研究,成功制备了带有通孔的GSG微流体器件.总厚度1360μm,中间硅片厚度60μm,通孔直径100μm,孔间距(圆孔的中心距离)200μm,孔内边缘圆滑无侧蚀.三层结构的键合几率为90%,为探索多层键合技术打下坚实基础.     

基于人工红外光照时地面目标红外特性的分析

针对目标的探测、识别以及目标红外特征的模拟,本丈提出采用人工红外光源照射目标的方法,该方法以人工红外光源照射目标的物理模型为基础,综合考虑自然环境与人工红外光源对目标的影响,建立起目标表面温度的计算模型和目标红外辐射的计算模型.在分析以碳硅棒为红外光源的光谱特性基础上,对合肥某建筑物表面照射时目标在3～5岬和8～14 μm波段的红外辐射进行了仿真计算与分析.结果表明:采用不同功率的光源照射时,目标的红外辐射将发生改变,相同条件下8～14 μm波段的功率利用率大于3～5 μm波段的功率利用率.     

与CMOS兼容的MEMS气压传感器工艺实现与性能分析

采用CMOS标准工艺,同时采用三种典型MEMS后处理关键工艺,重点通过对牺牲层释放工艺进行研究,制作实现了一种新型CMOS兼容的电容式气压传感器．在该传感器结构中,作为牺牲层的是在CMOS工艺中形成的掺硼氧化硅．通过释放使电容上电极悬空从而感应气压变化．释放过程采用氢氟酸HF、氯化铵、甘油和水的混合溶液．由于释放孔大小和释放孔间距的设计十分关键,通过实验验证优化了4μm×4μm的释放孔更适用于此传感器结构,并对此结构进行了性能分析与实验测试．结果表明,该气压传感器结构合理,工艺成功,重点解决了MEMS后处理中的牺牲层释放工艺与CMOS标准工艺的兼容问题,为利用CMOS标准工艺进行MEMS传感器的研制做出了有益的尝试．     

飞秒激光三维微细加工技术

双光子吸收几率与光强度的平方成正比,因此,双光子吸收引发光致聚合局限在紧密聚焦的焦点区域,通过控制焦点的扫描运动可实现高精度三维加工。基于该原理,提出了一种利用飞秒激光进行微细加工的技术。根据此技术,建立了飞秒激光三维微细加工系统,该系统包括光源系统、显微镜系统、实时监测系统和精密移动系统等。研究发现,该系统加工的直线线宽最小可达500nm;加工线宽与加工速度成反比;激光功率为2mW时,最大和最小临界加工速度分别为80μm/s和1μm/s;制备出线宽1μm,宽度5μm的“CHINA”复杂结构,以及杆间距、层间距均为5μm的三维木堆型光子晶体结构。实验证实,该技术是一种非常灵活的微细加工技术。     

TeO2-ZnCl2-BaO-NaF玻璃系统的结构及中红外透过特性的研究

制备了一种新型的氧卤碲酸盐玻璃：（80-x）TeO2—15ZnCl2-xBaO-5NaF（x=30、20、10、0mol％），对玻璃的机械强度、热稳定性、拉曼光谱、紫外吸收光谱、红外透过光谱等特性进行了研究．通过拉曼光谱分析研究了玻璃组分含量的变化对玻璃结构和红外透过性能的影响．结果表明，随着BaO含量的增加，玻璃在红外波段透过率显著增加，并且红外透过截止波长向长波方向移动，本文对这一实验结果进行了机理性的研究探讨．同时，通过在熔制过程中通入高纯O2，以及引入适量的卤化物有效地除去玻璃中的[OH]基团，使玻璃的红外透过性能得到进一步的提高．这种新型的氧卤碲酸盐玻璃在中红外区域有较高的透过（≥80％），中红外波段透过截止波长达6．5μm，是一种红外透过性能优良的光学玻璃材料．     

新型铝改性硅胶吸附材料的制备与性能

陶瓷纤维纸经水玻璃、酸性铝盐溶液顺次浸渍得到新型铝改性硅胶吸附材料．反应的优化条件为：水玻璃浓度26．6wt％、铝盐浓度10wt％、溶液pH值1．8．^29Si和^27AlMAS NMR谱显示：铝替代硅进入SiO4硅氧四面体结构单元，但并不影响其骨架结构；红外光谱显示Si—OH对称伸缩振动峰由968cm^-1移至Si(Al)-OH的954cm^-1；扫描电镜图表明铝改性硅胶能较好地分散在瓦楞陶瓷纤维表面及其孔隙中；X射线能谱(EDS)揭示材料表面微区Al^3 的存在与含量,孔隙分析显示材料起吸附作用的主要为中孔；由于铝离子改性，新型吸附材料的吸附性能、耐热性能及机械强度等均优于同等条件下反应生成的硅胶．     

碲化镉片上集成波导的自相位调制特性研究

中红外(2.5μm～25μm)波段包含许多重要的原子和分子共振峰，因此中红外超连续谱广泛应用于生物医学、光谱学和环境科学等领域。碲化镉(cadmium telluride, CdTe)在中红外波段具有超宽的透射光谱范围0.86μm～25μm，同时CdTe具有较大的三阶非线性系数，是实现中红外超连续谱的理想材料。本文设计并加工了一种基于CdTe为芯层、低折射率介质硫化镉为缓冲层、硅为衬底的波导。采用广义非线性薛定谔方程仿真了该波导以中心波长为5.5μm中红外激光作为泵浦，能够实现4.1μm～9.7μm的超连续谱输出。实验中通过湿法刻蚀制作CdTe多晶波导，并采用中心波长为1030 nm，脉冲宽度为250 fs的激光器作为泵浦源，观察到在波导中发生明显的自相位调制而产生的光谱展宽。该工作为CdTe集成波导应用于中红外超连续谱及中红外波段的片上光学器件提供了新的可能。     

nGeSe2-GeO2系氧硫玻璃的制备与性能

本文报道了由传统的熔融淬冷法制备的一系列硒基氧硫玻璃((GeSe2)100-x(GeO2)x(x=0,5,10,15,20,25)。通过显微硬度,DSC,可见/红外吸收光谱和拉曼光谱探究了氧化物的引入及引入量对硒基硫系玻璃的力学性能、热力学稳定性、光学透过性能和结构的影响。玻璃的摩尔体积随着GeO2含量的增加而降低,玻璃的显微硬度随着GeO2含量的增加而增强;DSC测试表明玻璃的抗析晶能力也随着GeO2的加入明显提高;红外透射光谱表明加入GeO2能够增大玻璃3~5μm波段处的红外透过率。试验结果表明,氧的引入在一定程度上提高了氧硫玻璃的热、力学性能以及在3~5μm中红外波段处的透过率,因而可以应用在有毒气体检测和生物探测等中红外光学领域。     

光电材料动态自动光谱测试仪的研究与应用

智能式光电材料动态自动光谱测试仪已在实验室研制成功。该仪器不但能用于夜视器件与材料的光谱响应测试，而且能通过光纤传输光束，解决夜视器件与材料研制过程中的光谱响应监控测试。除此之外，该仪器还可用于0．4～1．5μm范围光学材料光透射比测试。配置紫外光源，还可用于紫外光电发射材料光谱响应测试。配制300／mm，100／mm光栅与红外光源，可解决热成像器件的光谱响应测试问题。     

基于AOTF的在线红外光谱测量系统

介绍了一种新型的红外光谱测量系统，它由准直发射系统和聚焦接收系统两大部分组成，以声光可调谐滤光器（AOTF）为色散元件，连续改变AOTF的驱动频率就能实现快速波长扫描，达到实时测量目的。该系统具有结构简单、测量快速等特点，可用于在线有害气体检测和红外光谱分析。实验表明，系统光谱测量范围2．5－5μm，光谱分辨力为10nm。