InGaAsP/InP外延薄膜折射率与厚度测量

本文报道一种应用波导耦合光栅测量InGaAsP/InP外延薄膜折射率与厚度的方法。该法测量精度高,具有非破坏性与工艺实时性优点。外延薄膜折射率与厚度测量精度分别可达到±2×10~(-3)与±1×10~(-2)μm,这完全满足DFB与DBR等一类半导体激光器以及有源导波光学器件的设计需要。     

光学玻璃暂态形变的全息干涉测量

采用二次曝光全息差分干涉术测定了大尺寸光学玻璃的自重形变和负荷形变所引起的折射率变化。测量精度为±1×10~(-6)。     

基于激光回馈效应的液晶双折射特性测量

准确的双折射特性测量对于液晶的实际应用具有重要意义。研究了液晶材料的工作原理,以激光回馈效应为基础,搭建了各向异性外腔回馈双折射测量系统,对不同驱动电压下液晶的双折射特性进行测量。测量结果表明,各向异性外腔回馈双折射测量系统测量精度在0.3°之内;通过施加0~24V交流电压,液晶材料双折射率在2.74×10-1~2.39×10-3范围内变化,对应各向异性呈现出460°~5°的大范围位相延迟值。电压范围在0.7~2V时,电压-双折射率关系表现出较好的线性度,通过线性拟合对该范围内电压-双折射率关系进行计算,其线性度优于95.5%。液晶材料可以提供稳定的位相延迟,同一电压值下的位相延迟短期重复性优于0.52°,长期重复性优于4.5°。     

自聚焦棒透镜A参数的测试方法

本文提出一种测量自聚焦棒透镜A参数的新方法——成象法。这是一种快速简单、非破坏性的比较理想的方法,目前采用的装置对φ1.0、φ1.5、φ1.8规格的测量精度分别优于±2×10~(-3)mm~(-1)、±1×10~(-3)mm~-1、±5×10~(-4)mm~(-1)。文章介绍该方法的测试原理、装置;给出实验结果,并提出改进的措施。     

环形激光测磁系统的信号检测与稳频

本文介绍了在环形激光测磁系统中使用共同的光电检测器和预放器检测磁场信号和激光频率漂移的方法,详细介绍了系统中所用的无静差数字式稳频器。磁场产生的拍频的测量精度可达到2×10~(-5)±1Hz,1秒钟采样时激光频率稳定度可达到5×10~(-9)。     

Si-SiO_2界面性质的研究Ⅰ——用准静态技术测量界面态的能量分布

本文简要地介绍了Si-SiO_2界面态的性质,较详细地讨论了准静态测量技术。在禁带中央,准静态技术的测量精度优于1×10~(10)ev~(-1)· cm~(-2)。用这种方法能测禁带中部大约0.6ev范围的界面态的能量分布。我们测量了不同氧化方法及退火处理的界面态分布。实验表明:高温H_2退火,磷处理及蒸发Al后在N_2中的合金均可降低界面态密度,增加反型时间。但H_2退火使界面净电荷密度增加。氧化后的界面态密度可作到低于5×10~(10)ev~(-1)·cm~(-2),而蒸Al合金后的界面态密度达到2×10~(10)ev~(-1)·cm~(-2)以下。     

数字电路控制的7安培高稳定度稳流电源

本稳流电源的输出电流为0—7安培。电流稳定度优于2.5×10~(-6)/3分钟(包括漂移、纹波及噪声)。电流调整电路由两块十位数模变换器及集成电路组成。电流的每步调整量可分别是1×10~(-6)、1.5×10~(-5)、4×10~(-3)、2.5×10~(-2)。本文介绍了电路的设计和测量结果。     

C—V法液晶弹性常数的测定

本文描述了近几年发展的电容—电压或电容频率测量技术,即相敏电容桥。该测量系统由计算机控制,测定频率范围为30Hz-10kHz、利用STN—0020/01SBE液晶材料在不同温度条件下测定了弹性常数K_(11)～14.9×10~(-12)N.K_(33)～15.3×10~(-2)。在玻璃板上镀金膜作为液晶分子平行取向排列层兼作为电极。本测试系统的误差和精度分别在电容值的测量误差为±5％,正弦波(30Hz—10KHz)的频率精度±1％、给出弹性常数K_(11)、K_(22)、K_(33)的误差为±5％～±10％。     

InGaAsP/InP异质结界面态的变频C-V研究

本文利用自建的变频C-V测试系统测量分析了InGaAsP/InP异质结的界面态,结出其界面态密度和时间常数.实验结果表明,在界面同时存在快、慢界面态,其参数分别为快界面态:N_(s1)=7.3×10~(11)eV~(-1)·cm~(-2),τ_1=2.2×10~(-5)s慢界面态:N_(s2)=2.5×10~12eV~(-1)·cm~(-2),τ_Q=1.5×10~(-2)s     

双芯D型高灵敏度光子晶体光纤传感器的设计

该文提出了一种双芯D型高灵敏度的表面等离子体共振 光子晶体光纤(SPR PCF)传感器,利用SPR技术,通过纤芯损耗谱测量共振波长的变化来达到测量待测物质不同折射率的目的。通过改变内部空气孔的排列,使之达到双芯传输的效果,同时D型结构有利于加快SPR反应。其工作的波长范围可以调节,且结构简单,易于测量操作。实验结果表明,其折射率测量区间为1.35~1.40,可得最大光谱灵敏度为15 000 nm/RIU,最大幅值灵敏度为582.12 RIU-1,探针折射率精度为1.56×10-5 RIU。     

可溶性聚对苯乙炔衍生物非线性光学效应研究

以对甲氧基苯酚和溴代烷为原料,经过脱氯化氢反应合成了三种可溶性非对称烷氧基取代聚对苯乙炔 (PPV)衍生物,分别为聚(2 甲氧基 5 丁氧基)对苯乙炔(PMOBOPV)、聚[2 甲氧基 5 (3′ 甲基)丁氧基]对苯乙炔 (PMOMBOPV)和聚(2 甲氧基 5 辛氧基)对苯乙炔(PMOCOPV)。利用后向式简并四波混频(DFWM)研究了它们 的三阶非线性光学性质。结果表明PMOBOPV,PMOMBOPV和PMOCOPV的三阶非线性极化率(χ(3))分别为 3.14×10-10,5.96×10-10和3.71×10-10esu,相应的二阶分子超极化率(γ)分别为4.22×10-28,7.78×10-28和 5.00×10-28esu。分析了分子结构对聚对苯乙炔衍生物非线性光学性质的影响。采用分光光度计对三种材料的 光学禁带宽度(Eg)进行了测量,线性拟合的结果表明PMOBOPV,PMOMBOPV和PMOCOPV的Eg值分别为 2.08,2.03及2.05eV。     

平流层非均匀气溶胶粒子等效光学特性的数值分析

分析了用等效折射率描述平流层非均匀气溶胶粒子光学特性的方法。采用改进的判据,计算的消光效率因子、吸收效率因子等光学特征量的相对误差大部分小于10%。在尺度参数x<5时,等效折射率实部波动较小,5种不同混合比中,最大的起伏方差为1.18×10-4;在尺度参数x>5、混合比较小时的起伏方差也较小,例如,混合比为0.01和0.10时的起伏方差分别仅为2.59×10-5和2.56×10-5;在整个尺度范围内,等效折射率虚部的波动都较小,最大起伏方差为4.38×10-7。计算结果表明:采用改进的判据可以获得更趋稳定的中、高层外混合单分散气溶胶粒子的等效光学特征量。     

萘醌并噻唑系化合物三阶非线性光学性质的研究

用三维简并四波混频（ＤＦＷＭ）研究了五种萘醌并噻唑化合物的三阶非线性光学性质。实验测得样品溶液的三阶非线性极化率｜χ（３）Ｓ｜４．３×１０－１３ｅｓｕ，分子的三阶非线性超极化率γＳ４．４×１０－３１ｅｓｕ。分析了分子结构对三阶非线性光学性质的影响。     

稀土配合物Eu（TTFA）3的非线性光学性质的研究

我们合成了稀土配合物Eu（TTFA）3,并且用二甲基甲酰苯胺（DMF）作为溶剂将其配制成浓度为6．8×10^-5mol／L作为待测样品,采用脉冲宽度为20ps,波长为532ran的激光束作为光源,对该样品的三阶非线性进行Z-扫描实验,测得Eu（TTFA）3溶液的非线性折射系数n2=5．6×10^-19m^2／W和双光子吸收系数β=8．1×10^-13m／W。通过计算可得分子的三阶超级化率Y为2．5×10^-30esu,对应于固体样品的三阶极化率x^131为2．1×10^-9esu。此结果表明Eu（TTFA）3具有较大的非线性光学特性。     

磁控共溅射GaAs/SiO2细小纳米颗粒镶嵌材料的结构和非线性光学性质

应用磁控共溅射技术和后退火方法制备了GaAs/SiO2纳米颗粒镶嵌薄膜,并分别应用原子力显微镜、X射线衍射和卢瑟福背散射实验来观测薄膜的形貌、相结构和化学组分.结果表明GaAs纳米颗粒的平均直径很小(约为1.5～3.2nm),且均匀地分布于SiO2之中,薄膜中的GaAs和SiO2组分都符合化学计量关系.应用脉冲激光高斯光束对薄膜的光学非线性进行了Z扫描测试和分析.结果表明,薄膜的三阶光学非线性折射率系数和非线性吸收系数都由于量子限制效应而大大地增强,在非共振条件下,它们分别约为4×10-12m2/W和2×10-5m/W,在准共振的条件下,它们分别约为2×10-11m2/W和-1×10-4m/W.     

磁控共溅射GaAs/SiO2细小纳米颗粒镶嵌材料的结构和非线性光学性质

应用磁控共溅射技术和后退火方法制备了GaAs/SiO2纳米颗粒镶嵌薄膜,并分别应用原子力显微镜、X射线衍射和卢瑟福背散射实验来观测薄膜的形貌、相结构和化学组分.结果表明GaAs纳米颗粒的平均直径很小(约为1.5～3.2nm),且均匀地分布于SiO2之中,薄膜中的GaAs和SiO2组分都符合化学计量关系.应用脉冲激光高斯光束对薄膜的光学非线性进行了Z扫描测试和分析.结果表明,薄膜的三阶光学非线性折射率系数和非线性吸收系数都由于量子限制效应而大大地增强,在非共振条件下,它们分别约为4×10-12m2/W和2×10-5m/W,在准共振的条件下,它们分别约为2×10-11m2/W和-1×10-4m/W.     

二萘并噻吩四酮在飞秒激光下的三阶非线性光学性能

合成了化合物二萘并[2,3-b:2',3'-d]噻吩-5,7,12,13-四酮,用IR,1H NMR和元素分析表征了其结构.采用波长为800 nm,脉宽为80fs的钛宝石飞秒激光,运用简并四波混频(DFWM)法,研究了化合物在非共振状态下的三阶非线性光学(NLO)性能.三阶非线性光学极化率为2.73×10-13 esu,非线性折射率为5.03×10-12esu,分子二阶超极化率为2.85×1031esu,响应时间为86fs.分析了化合物的分子结构对三阶非线性光学性能的影响.结果表明此化合物具有潜在的非线性光学应用.     

激光量热法测量光学薄膜微弱吸收

按照国际标准ISO 11551研制了用于测量光学薄膜微弱吸收的激光量热装置。典型情况下吸收测量灵敏度优于10-6,测量误差估计为10%左右。在1064 nm波长测量1 mm厚石英玻璃基板的绝对吸收为3.4×10-6,测量灵敏度达到1.5×10-7。测量了不同膜层设计、不同使用角度、不同镀膜技术镀制的全介质高反膜样品;使用离子束溅射(IBS)技术镀制的Ta2O5/SiO2多层0°反射镜的吸收仅为1.08×10-5,而使用离子束辅助沉积(IAD)技术镀制的HfO2/SiO2多层45°反射镜的吸收测量值为6.83×10-5。     

真空环境下低损耗高反射光学元件性能退化特性

为了研究真空环境对光学薄膜的影响,将离子辅助沉积制备的1064nm强光反射膜样品放置于真空度优于1×10-5Pa的不锈钢真空室,实验观测其反射率和吸收损耗随放置时间的变化。结果表明,样品在真空环境放置335h后,其反射率从99.9823%下降到了99.9543%,吸收损耗从6.8×10-6上升到了59.5×10-6, 用酒精乙醚混和液擦拭后其光学性能完全恢复, 样品表面的污染层厚度随时间增加; 操作过程中的人为因素是导致强光反射膜元件光学性能持续下降的主要原因。这一结果对高能/高功率激光光学元件在真空应用环境中稳定性的提高是有帮助的。     

Big Third-order Nonlinear Optical Properties of Two Poly [ （3-alkylthiophene-2, 5-diyl ） - （ benzylidenequinomethane-2, 5-diyl ）] Derivatives

Two novel poly[(3-alkylthiophene-2,5-diyl)- (benzylidenequinomethane-2,5-diyl)s] derivatives, poly[(3-butylthiophene-2,5-diyl)-(p-N,N-dimethylamino)benzylidenequinomethane-2,5-diyl)](PBTDMABQ) and poly[(3-octylthiophene2,5-diyl) -(p-N,N-dimethylamino)benzylidenequinomethane-2,5-diyl)](POTDMABQ), were synthesized. The band gaps of the two polymers are calculated as 1.75eV for PBTDMABQ and 1.69eV for POTDMABQ, respectively. The homogenous films of the two polymers were prepared and their third-order nonlinear optical properties were studied by the backward degenerate four-wave mixing at 532nm. By using the relative measurement technique, the third-order nonlinear optical susceptibilities of PBTDMABQ and POTDMABQ are calculated as 5.62×10~(-9) and 1.22×10~(-8)ESU, respectively. It is found that substituted alky groups have strong effects on the band gap and nonlinear optical properties of the two polymers. The relatively big third-order nonlinear optical susceptibilities and small band gap of POTDMABQ resulted mainly from the longer alkyl with strong electron-donating ability can enhance the delocation degree of conjugated π electronics.