基于原位共角椭偏与反射谱的TiO2薄膜光学常数分析

为了分析溶胶-凝胶法制备的TiO₂薄膜的光学常数,采用旋涂法制备了多层TiO₂薄膜,利用扫描电镜对表面形貌进行了分析,利用椭圆偏振光谱对薄膜的折射率色散和孔隙率进行了拟合分析,并利用原位共角反射光谱对拟合结果进行了验证,得到了TiO₂薄膜厚度、孔隙率和折射率色散曲线。结果表明,TiO₂薄膜厚度与旋涂层数成线性关系,薄膜孔隙率约为15%且与旋涂层数无关,New Amorphous色散模型可以较好地拟合溶胶-凝胶旋涂方法制备的TiO₂薄膜在1.55eV~4.00eV波段的椭偏光谱。该研究为溶胶-凝胶法制备的TiO₂薄膜的光学常数测量提供了参考。     

用薄膜光学理论研究布拉格光纤的传输特性

用薄膜光学的等效导纳方法和阶跃光纤的几何光学理论研究布拉格光纤的传输特性.①设计出了反射率达99.99%包层的厚度、层数;②分析了传输效果随波长、层数、入射角的变化;③得出光束的数值孔径小于0.15时,反射率大干99.99%.这一研究对布拉格光子晶体光纤的实际加工及与阶跃光纤耦合具有重要理论意义.     

脉冲激光沉积技术沉积温度对PZT/LSAT薄膜生长取向的影响

采用固相法分别制备了标准摩尔配比和铅过垦10%的两种靶材.并利用脉冲激光沉积技术(PLD)在镧锶铝钽(LaSrAlTaO3,LSAT)单晶衬底上成功制备了锆钛酸铅(Pb(Zr0.3Ti0.7)O3,PZT)铁电薄膜,在550～750℃沉积温度范围内研究了PZT薄膜的生长取向和铅含最对薄膜生长取向的影响.利用X射线衍射(XRD)仪和原子力显微镜(AFM)表征了薄膜生长取向和表面形貌.XRD测量表明在标准摩尔配比情况下薄膜牛长从550 C近似c轴取向逐渐过渡到750℃近似a轴取向,而在铅过量情况下薄膜生长取向无明显过渡性变化;AFM测量表明PZT薄膜在近似C轴和a轴生长情况下,表面均方根(RMS)粗糙度分别为16.9 nm和13.7 nm,而在混合生长无择优取向的情况下,薄膜表面均方根粗糙度达到68 nm,这可能是两种取向竞争生长的结果.     

超短脉冲激光烧蚀金属薄膜材料的热效应分析

基于双曲双温两步热传导模型,利用具有人工粘性和自适应步长的有限差分算法,对超短脉冲激光辐照金膜时的温度场进行了一维数值模拟计算.讨论了不同能量密度和脉冲宽度条件下金膜表面温度场的分布情况;分析了电子-晶格耦合系数对薄膜体内温度场的变化规律及电子-品格耦合至热平衡所需时间的影响.结果表明,激光脉冲的能量密度和脉冲宽度对电子温度的峰值有重大影响;电子-晶格的耦合系数决定了二者的温升速率和耦合时间;电子温度及电子温度的梯度在接近表面区域迅速达到最大值,与之相应的热电子崩力是造成金属薄膜早期力学损伤的主要原因.     

偏光片细微外观缺陷偏振成像检测方法

针对偏光片细微外观缺陷难以成像、难以检测的问题,该文提出一种基于偏振成像的外观缺陷检测新方法。通过缺陷偏振态指标测量结果,定性描述了对比度增强机理。利用缺陷与正常区域之间透射光偏振态的显著差异,大幅提高缺陷的成像对比度,从而简化后续图像处理算法,提高检测速度和准确率。实验结果表明,偏光片外观缺陷平均检出率达到97.3%,平均单个样品检测时间约为0.22 s,基本满足产业化应用要求。     

紫外激光改性氧化钒薄膜

氧化钒薄膜制备后需要进行退火处理以降低非晶态氧化钒薄膜的方阻大小并改善薄膜结晶特性。传统退火方式时间较长且退火过程会导致器件性能降低。本文主要利用激光精确控制的特点处理氧化钒薄膜,通过平顶光路系统改变激光功率、高斯光斑形貌以及光斑的重叠率对氧化钒薄膜进行退火处理,主要研究了激光能量密度以及光斑重叠率对氧化钒薄膜的方阻,表面粗糙度以及结晶度的影响。实验结果表明激光功率为0.7 W,光斑重叠率为93.33%,光斑能量密度为62.2 mJ/cm2时,退火氧化钒薄膜的方阻值明显降低,薄膜表面光滑且氧化钒结晶度较好。     

纸基PVA无芯片RFID湿度传感器

传统湿度传感器制造工艺复杂、需有线连接信号,对此,文中提出一种纸基无芯片射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)湿度传感器。为提升传感器谐振特性,选择非对称开口环内部分布式加载金属碎片作为传感器结构,聚乙烯醇(PVA)作为湿敏材料,使用遗传算法和HFSS射频仿真软件来设计并优化传感器结构。以喷墨打印技术制作传感器样品,采用滴涂法在传感器表面分别制备了5%、10%、15%三种质量浓度比的PVA薄膜。湿敏特性仿真及测试结果一致表明：PVA与纸基底协同作用可显著提高传感器灵敏度。随PVA浓度增加灵敏度增加,15%PVA传感器灵敏度最高,高湿灵敏度达到12.22 MHz/%RH,但随PVA浓度增加恢复特性变差,5%PVA湿度传感器具有良好的恢复特性,恢复度达83.87%。通过长期多次实验验证了PVA纸基湿度传感器具有良好的温度稳定性与中长期稳定性。与同类研究成果对比,文中设计在感湿范围及灵敏度方面有优势且制造工艺更简单,为低成本湿度传感器的大规模使用提供了可能。     

钌基厚膜电阻传导模型初探

介绍钌基厚膜电阻的三种传导模型。三种模型都可以得到较满意的R—V曲线，不足处是链模型得出电阻率和导电相粒子形状及尺寸的关系和实验事实不符；有效介质模型不能反映厚膜电阻形成过程中众多因素的影响；渗透模型很多参数的获得有赖经验公式。渗透模型能反映烧结过程中更多因素的影响，并可解释方阻与导电相粒度及峰值温度的变化关系。     

高稳定高能量被动调Q激光

在普通被动调Q激光器中引入抗共振环（ARR）结构。以Cr^4 :YAG晶体、BDN染料片和LiF:F2^-色心晶体作为可饱和吸收体，采用平面-ARR介稳腔和凸-ARR非稳腔，得到了输出能量大于80mJ、超伏小于1.5％的高稳定大能量调Q单脉冲输出。利用ARR的光栅效应和饱和吸收的机理很好地解释了实验结果。     

UFPA探测单元的热学分析

用有限元方法对非致冷红外焦平面阵列(UFPA)的探测单元进行了有限元热分析,分析结果表明,微桥的结构可以显著地影响探测单元的热学性能,而且还得到了钛酸锶钡(BST)薄膜与红外辐射强度之间的线性关系、热饱和时间以及降温过程。利用得到的结果对探测单元尺寸进行了优化,制备出介电量热型UFPA探测单元,并分析了输出信号比期望值小的原因。