计算全息法获取高阶类贝塞尔光束的新设计

基于计算全息法（CGH）以及夫朗禾费衍射近似条件下的衍射理论,设计了获取各阶类贝塞尔空心光束的光栅,通过对光束在径向及其传播方向上的光强分布进行模拟分析,得到光场随着类贝塞尔光束的阶数、传播距离以及径向r的分布规律,得到的空心光束的暗斑尺寸、环状光束宽度和光束半径等表征空心光束特点的参数能更好满足光镊一光钳操作系统要求...     

基于液体选择填充光子晶体光纤的波分解复用器研究

设计了一种基于液体选择填充三芯光子晶体光纤的1.31/1.55um波分解复用器。中间为缺失一个空气孔的普通二氧化硅纤芯,左右两纤芯填充了不同折射率的液体材料。根据光纤的消逝场耦合的模式理论,不对称相邻波导存在波长相关耦合。不同填充折射率的两纤芯与中间纤芯分别耦合,构成两个不同响应波长的光滤波器。通过选择合适光纤长度,可实现不同波长光的分离。采用全矢量有限元法分析了光纤的传输特性,讨论了填充不同折射率液体时波导间的模式耦合,得到了其匹配波长与耦合长度。基于光束传播法仿真发现,长度为4.88 mm的光纤能实现1.31/1.55 um波长光的解复用。     

内通道气帘的设计与分析

保持光传输通道内单一均匀的低吸收系数气体,对削弱内通道中的气体热效应有重要意义。采用气帘作为封装设备,对气帘的结构进行了设计。取气帘入口气体为氮气,出口气体为空气,借助现有计算流体力学软件FLUENT提供的组分输运模型,对气帘进行了数值模拟。结果表明,气帘入口段形成的平面射流可以阻挡外界空气的回流;在氮气与氧气相混合的区域内,尽管气体密度存在一定起伏,但气体密度变化的梯度方向与光传输方向基本是平行的,这种密度起伏只会对光场相位的活塞项产生影响,不会影响激光的远距离传输。最后,对气帘的性能进行了实验测试,实验结果表明,设计的气帘能够对管道内的气体进行密封,并避免了较大光程差的引入。     

InGaAs and Ge MOSFETs with high κ dielectrics

InGaAs and Ge MOSFETs with high κ’s are now the leading candidates for technology beyond the 15 nm node CMOS. The UHV-Al₂O₃/Ga₂O₃(Gd₂O₃) [GGO]/InGaAs has low electrical leakage current densities, C-V characteristics with low interfacial densities of states (D_it’s) and small frequency dispersion in both n- and p-MOSCAPs, thermal stability at temperatures higher than >850 °C, a CET of 2.1 nm (a CET of 0.6 nm in GGO), and a well tuning of threshold voltage V_th with metal work function. Device performances in drain currents of >1 mA/μm, transconductances of >710 μS/μm, and peak mobility of 1600 cm²/V s at 1 μm gate-length were demonstrated in the self-aligned, inversion-channel high In-content InGaAs n-MOSFETs using UHV-Al₂O₃/GGO gate dielectrics and ALD-Al₂O₃. Direct deposition of GGO on Ge without an interfacial passivation layer has given excellent electrical performances and thermodynamic stability. Self-aligned Ge p-MOSFETs have shown a high drain current of 800 μA/μm and peak transconductance of 420 μS/μm at 1 μm gate-length.     

Fabrication of carbon nanofibers using only ion beam irradiation to glassy carbon

Carbon nanofibers (CNFs) and carbon nanotubes (CNTs) are new carbon-based materials. However, the production of CNFs and CNTs is very difficult due to the complicated processes and high temperature involved. Therefore, a method of fabrication is required that enables high throughput at a low cost.Our previous study reported that oxygen ion beam energy of 500 eV applied to glassy carbon (GC) forms the finest pitch conical anti-reflection (AR) structures, and that an irradiation time of more than 24 min fabricates conical AR structures with heights of more than 250 nm. After the fabrication of the AR structures, irradiation by an argon ion (Ar⁺ beam changes the surface morphology, and oblique angle irradiation can form CNFs. Thus, we carried out oblique Ar⁺ beam irradiation on conical carbon protrusions on GC fabricated by oxygen ion beam irradiation. As a result, CNFs have been formed using oxygen and argon ion beam irradiation at room temperature. In addition, multi-wall CNT can be obtained by two-step ion beam irradiation.     

膜厚对Ag-TiO2薄膜光学性能和光催化性能影响的研究

采用电子束沉积方法制备了Ag-TiO₂光催化剂 ,采用电子扫描显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透 射电镜(TEM)、紫外-可见(UV-Vis)光谱仪和原子力显微镜(AFM)等手段对薄膜的形貌、物 相 组成,吸收光谱和粗糙度进 行了表征。利用太阳光,以甲基橙(MO)为模拟污染物,考察光催化剂的光催化活性,探讨了薄 膜厚度对光催化 效率的影响。结果表明,在300℃温度下,所形成的薄膜 为无定形结构 ;当薄膜厚为570nm时,降解40days后,MO的降 解率达到55%。     

基于调谐滤波技术的光纤光栅传感解调系统

基于光纤光栅调谐技术,提出了动态滤波扫描、时域同步处理的新型波长检测方案。采用执行机构与监测单元相分离的光纤光栅调谐装置,运用同步滤波和处理的方法,并利用微机多通道采集技术实现了低成本、高精度的光纤光栅传感解调系统,测试表明该系统的波长分辨率为3pm,应变测量分辨率为2．55μ,扫描时间小于200ms,波长检测范围可达9．16nm。     

耐热钢材料的激光焊接试验研究

使用CO2 激光器对 3 5CrMo耐热钢材料进行激光深熔穿透焊接研究 ,通过焊接、焊缝机械强度等试验获得了激光焊接的最佳工艺参数。分析并讨论了工艺参数及其它因素对激光焊接质量、性能的影响 ,针对实际问题提出了解决方案     

湍流大气中高斯光束波前刃位错

在Rytov近似下 ,通过引入统计平均位错的概念研究了高斯光束通过近地面湍流大气传播时波前刃位错位置与湍流大气强度和传播距离等参数的关系。分别在远大于和远小于光波位相起伏周期的两种情况下 ,研究并得出了波前刃位错位置的湍流系综统计平均理论关系     

高斯光束经波长级圆孔衍射的轴上光强特性

基于横截面上精确表述的光强和精确的衍射场公式 ,对高斯光束经波长级圆孔衍射的轴上光强特性进行了研究。结果表明 ,高斯衍射光束的轴上光强特性取决于初始高斯半宽度w0 和波长级圆孔的孔径R。对于w0 /R≥ 1的高斯衍射光束 ,轴上光强存在的极值个数和出现的位置仅由比值m=2R/λ决定 ,最大的轴上光强均出现在N =R2 / (λz) =1的地方 ;至于轴上光强极值的峰和谷明显与否 ,取决于w0 /R的比值 ,比值越大 ,轴上光强极值的峰和谷就越明显。当w0 /R的比值足够大时 ,就趋向于平面波入射时的情形。而对于w0 /R<1的这一类高斯衍射光束 ,轴上光强存在特定的演化规律 :随着初始高斯半宽度的减小 ,轴上光强极值个数逐步减少直至全部消失。