微小激光曝光区域温度分布均匀化整形方法

提出了实现光束曝光区温度分布均匀化的方法。该方法主要是充分利用二元光学法和液晶空间光调制的各自优点,并按照设计系统的要求,最大程度避免二元光学法使用不灵活而液晶空间光调制激光能量利用率不高的缺点,实现温度分布均匀化系统优化。为研究该方法的可行性,首先通过遗传算法设计一个16台阶的二元光学整形器件;针对二元光学只能应用于特定条件下的缺点,再引入液晶空间光调制方法,该方法可以对入射光束进行实时、可调控的整形,实现对曝光区温度分布进行实时控制。理论分析和仿真结果都表明,两种方法按照实际需要进行选择,可以有效地实现光束曝光区温度分布均匀化。     

微小激光加工区辐射测温准确性的提高

利用辐射测温系统进行温度测量时,所测温度的准确性及分布细节会受多种因素的影响,使得实验测得的温度分布远远低于实际值,为了提高温度测量的准确性,提出了一种估计真实温度分布的新方法。这种方法主要包括:将原有探测器更改为带单模尾纤式探测器、减小光接收面面积、将原有的透镜更改为红外消像差透镜,最后利用图像复原技术中的—Lucy-Richardson算法求出最佳真实温度分布估计。其中前4个步骤有效的提高了测温分布细节,实验测得微小面元温度分布半宽值仅21μm,远远小于之前测得的半宽值;Lucy-Richardson算法则将温度分布中被点扩展函数卷积掉的高温部分复原回来,实验测得微小面元温度分布在复原后温度最高值高出复原前最高值近100℃。实验证明这种方法有效的提高了测温准确性。     

有源低热器件红外热图像增强新方法

提出几种提高红外电路故障诊断仪诊断有源低热器件能力的新方法。这几种方法主要是通过增大元器件耗散功率和表面发射率来宾现的。理论分析和实践结果都表明,本文所提出的方法能有效地改善有源低热器件的红外热图像。混和信号激励法能明显增大三极管放大电路耗散功率,特别是第一级耗散功率;增频激励法能有效提高IC耗散功率;表面漫射法能有效增大元器件的发射系数。这三种方法有效地提高了元器件的温度和发射系数,从而增强了元器件的辐射度或明显改善了它们的热图像。     

PCB光电图像融合增强研究

分析了去灰度冗余的线性灰度变换与基于傅里叶变换的巴特沃斯高通滤波图像增强的基本原理,讨论了它们在图像增强中的实现方法,指出了各自的优点。为了使整体偏暗的印刷电路板（PCB）光电图像更好地增强,提出了结合两者优点的加权平均图像融合增强新方法。对由CCD获取的PCB光电图像进行了实际的图像增强实验,实验结果证明了基本原理分析的正确性。     

微小激光加工区温度测量的准确性研究

利用辐射测温系统对半导体微细加工高温区进行温度测量时,所测温度的准确性及分布细节会受多种因素的影响.理论分析表明,对于像差校正系统,杂散光及探测器光敏面面积是影响测温系统温度测量准确性的主要因素,因此将原有探测器更改为带单模尾纤式探测器以限制杂散光并减小光接收面面积.实验证明这种方法是有效的,基本满足微小面元温度测量的要求.     

2.5 Gb/s GaAs PIN/PHEMT单片集成光接收机前端

采用0.5 μm GaAs PHEMT工艺,研制了一种PIN光探测器和分布放大器单片集成850 nm光接收机前端. 探测器光敏面直径为30 μm,电容为0.25 pF,10 V反向偏压下的暗电流小于20 nA.分布放大器-3 dB带宽接近20 GHz,跨阻增益约46 dBΩ;在50 MHz～16 GHz范围内,输入、输出电压驻波比均小于2;噪声系数在3.03～6.50 dB之间.单片集成光接收机前端在1.0和2.5 Gb/s非归零(NRZ)伪随机二进制序列(PRBS)调制的光信号下得到较为清晰的输出眼图.     

无掩膜激光辅助刻蚀GaAs图形中的衍射条纹分布

以菲涅耳直边衍射理论为基础,通过大量实验;对影响激光辅助化学刻蚀图形效果最为明显的直边、宽缝和交叉三种衍射行为进行研究;获得了光强分布与衍射腐蚀条纹分布的主要特性.实验表明,直边衍射的衍射腐蚀深度最大值位于直接照明区,微微偏离阴影边区域缝宽对宽缝衍射的腐蚀条纹特性有较大影响;交叉衍射时,受GaAS晶体取向影响,其刻蚀条纹分布不完全对称.     

微小激光加工区辐射测温系统的调焦

将红外辐射测温系统用于半导体基片表面温度测量时,系统的调焦状况将影响测温结果的准确性。对这种影响进行了理论计算。结果表明,当被测高温区面积较大时,可以允许较大的调焦范围。但在激光诱导扩散等激光微细加工工艺中,曝光区直径仅数十微米量级,对系统的调焦提出了较高的要求。计算了在可见光波段和近红外波段两种情况下系统成像物镜的焦距。当成像物镜在波长为0.546μm时的焦距为30mm,并固定像距为196mm时,得到在波长为1.335μm时的物距比波长为0.546μm时大1.33mm。利用这个结果,结合在不同物距时系统对被测高温区进行扫描得到的温度分布,提出了调焦的方法。利用该方法,系统物距可调节到最佳物距为中心±0.05mm的范围内,满足了微小面元温度测量的要求。     

5 Gb/s GaAs MSM/PHEMT 单片集成光接收机前端

由光探测器和前置放大器组成的光接收机前端将经过传输通道后发生了衰减和畸变的微产光信号转变为电压信号并初步放大,是光通信系统的关键环节。     

光控高温超导衰减器及光斑偏移对其光响应特性的影响

研制了工作于液氮温度的高温超导系统使用的新型光控高温超导微波可变衰减器.该衰减器的实质是利用钇钡铜氧(YBCO)高温超导薄膜极低的微波表面电阻和卓越的激光响应特性,达到了优良的衰减性能.主要结果包括:可独立使用的光控高温超导微波可变衰减器样品尺寸为12 mm×8 mm×0.5 mm,与高温超导系统集成时无需外壳,体积与重量将大幅减小;高温超导衰减器的插入损耗小于0.2 dB,比常规衰减器低1个数量级;高温超导衰减器的可变衰减精度小于0.01 dB,比常规衰减器至少低1～2个数量级;在本实验条件下,当激光光斑中心偏移微带线中心0.3、0.5和0.7 mm时,其衰减器插损将由0.08 dB变为0.05、0.03和0.01 dB,说明激光光斑偏移量是影响YBCO高温超导衰减器性能的重要因素.