电子束蒸发制备掺钕钇铝石榴石薄膜特性研究

硅基光电集成技术是当代高速信息化的重要发展方向之一。为了研究制备在硅衬底上的新型发光材料,突破Nd:YAG固体激光工作物质主要是晶体、透明陶瓷等固体形态的限制,采用电子束蒸发沉积工艺,在硅(100)衬底上制备了Nd:YAG薄膜,并对Nd:YAG薄膜的表面形貌、晶体结构、光学特性进行了测试。X射线和扫描电子显微镜测试结果显示,Nd:YAG薄膜经1100℃真空高温退火处理1h后有效结晶,采用钛蓝宝石激光器输出808nm激光激发,液氮冷却的InGaAs阵列探测器室温下得到Nd:YAG薄膜的1064nm主荧光峰的荧光光谱。结果表明,采用电子束蒸发沉积和后续高温退火工艺可以在硅衬底上制备Nd:YAG晶体薄膜。     

多路激光体布喇格光栅光谱合成特性研究

为了研究多路激光体布喇格光栅光谱合成的合成特性,采用建立多路反射式体布喇格光栅光谱合成系统物理模型的方法,得到了具有不同谱宽的光束的衍射效率曲线,以及体布喇格光栅材料的吸收系数和通道间的串扰对总的合成效率的影响曲线。结果表明,在入射光束中心频率不变的情况下,随着光束光谱宽度的增大,衍射效率逐渐减小;随着光束中心频率与光栅中心频率之间偏移量的增加,衍射效率逐渐减小;当光束谱宽与光栅光谱选择宽度大约相等,并且通道之间的间距较小时,通道之间由于发生串扰而损失的衍射效率需考虑,随着合成路数的增加,总的合成效率受体布喇格光栅材料吸收系数的影响越来越大,而受串扰的影响则几乎保持不变。     

一种改进的自适应波束赋形算法

为了弥补传统的LMS算法采用固定步长无法解决收敛速度和稳态误差之间矛盾的缺陷,改进了失调系数,提出了一种改进的LMS算法用于求解自适应波束赋形的最佳权值。理论分析证实归一化的LMS算法可以通过采用一个可变因子使瞬时输出误差最小化。仿真结果表明,归一化的LMS算法采用了可变步长比传统LMS算法收敛快,稳态误差和失调相对于LMS都有所改善。     

测控天线射电星角度标校方法分析

通过对常见射电源辐射特性进行梳理,分析了星体角径、空域分布及天线口径对角度标校的影响,提出了确定目标星体中心点的天线扫描方法以及天线和差电轴不一致性补偿方法,利用最小二乘法完成角度轴系误差修正系数的解算,并采用不同频段、不同口径天线进行射电星无塔角度标校的测试验证,检验了该方法的适用性和有效性.     

微水导激光切割玻璃的耦合装置设计

为了解决激光切割钢化玻璃过程中由于热应力导致产生裂纹并发生破裂的技术难题,建立了光液耦合模型,采用FLUENT软件进行了耦合腔内多场分析,获得了微水导激光切割钢化玻璃的工艺参量。结果表明,在喷口口径为0.4mm、水束压力为20MPa、激光功率为48W、切割速率为20mm/s的工艺条件下,厚度为0.5mm及1.0mm的玻璃试样的切割表面均比较光滑、基体内无微裂纹存在,切缝宽度约为100μm。该双注水口耦合装置的设计是合理的,能够满足钢化玻璃切割工艺的要求。     

Progress in the Molecular Beam Epitaxy of HgCdTe on Large-Area Si and CdZnTe Substrates

This paper presents the progress in the molecular beam epitaxy (MBE) growth of HgCdTe on large-area Si and CdZnTe substrates at Raytheon Vision Systems. We report a very high-quality HgCdTe growth, for the first time, on an 8 cm × 8 cm CdZnTe substrate. This paper also describes the excellent HgCdTe growth repeatability on multiple 7 cm × 7 cm CdZnTe substrates. In order to study the percentage wafer area yield and its consistency from run to run, small lots of dual-band long-wave infrared/long-wave infrared triple-layer heterojunction (TLHJ) layers on 5 cm × 5 cm CdZnTe substrates and single-color double-layer heterojunction (DLHJ) layers on 6-inch Si substrates were grown and tested for cutoff wavelength uniformity and micro- and macrovoid defect density and uniformity. The results show that the entire lot of 12 DLHJ-HgCdTe layers on 6-inch Si wafers meet the testing criterion of cutoff wavelength within the range 4.76 ± 0.1 μm at 130 K and micro- and macrovoid defect density of ≤50 cm⁻² and 5 cm⁻², respectively. Likewise, five out of six dual-band TLHJ-HgCdTe layers on 5 cm × 5 cm CdZnTe substrates meet the testing criterion of cutoff wavelength within the range 6.3 ± 0.1 μm at 300 K and micro- and macrovoid defect density of ≤2000 cm⁻² and 500 cm⁻², respectively, on the entire wafer area. Overall we have found that scaling our HgCdTe MBE process to a 10-inch MBE system has provided significant benefits in terms of both wafer uniformity and quality.     

大气湍流中贝塞尔-高斯涡旋光束传播性能分析

为了研究涡旋光束在湍流大气中的传输特性,根据广义的惠更斯-菲涅耳原理,采用基于快速傅里叶变换的功率谱反演法,对贝塞尔-高斯光束在大气湍流中的传输过程进行了理论分析和数值仿真; 采用次谐波补偿法产生随机相位屏来模拟大气湍流,解决了大气湍流模拟时存在低频成分不足的问题。结果表明,除了湍流强度外,传输距离、拓扑荷数、激光波长等也成为影响贝塞尔-高斯涡旋光束质量的主要因素; 湍流越强,光束的环形光强越弱,相位畸变越严重,光强起伏越明显,且逐渐退化为普通高斯光束; 随着传输距离的增加,涡旋光束扩散现象明显,最终退化为普通高斯光束; 波长越长,则涡旋光束抑制湍流能力越强,环形光强越强,相位畸变程度会得到逐步改善; 拓扑荷数越小,涡旋光束会最先退化为普通高斯光束,相位畸变程度越弱。该结果对于研究涡旋光束在自由空间光通信中的传输是有帮助的。     

直角刀口法测量激光光束质量

针对当前几种主要的激光光束质量检测方法的优点和不足,本文提出了一种改进的测量激光能量分布的方法.并根据该方法的特点设计了一种先对模拟信号差分后再进行A/D转换的测量电路方案.使用MATLAB对该方法和方案进行仿真分析,证明了该方法能准确还原复杂的能量分布图形和该测量电路能有效提高测量精度.     

解理面预处理方法对二次外延的影响

利用超晶格解理面方法制备定位生长的InAs量子线.首先以分子束外延技术在OaAs衬底上生长GaAs/AlGaAs超晶格,然后将样品取出外延系统进行解理,对解理面进行预处理之后在(110)解理面上进行二次外延.实验结果显示超晶格解理面的预处理方法对二次外延有重大影响,其中择优腐蚀比自然氧化更有利于量子线的定位生长,过高温度的脱氧除气会导致解理面的GaAs部分出现坑状结构,表明(110)面上的Ga原子容易脱附.同时,Ga原子在(110)面上的迁移长度比较大,原子的择优扩散方向为[001]方向.     

调制电子束在空间等离子体中激发的电磁波辐射

当调制电子束入射进空间等离子体时,由于电子束本征电磁场在非均匀等离子体中的散射(渡越辐射transition radiation)或者电子束的纵向约束性可以产生电磁波辐射.基于这两种辐射机制,研究了半无界调制电子束从航天器入射进平面分层各向同性非均匀空间等离子体产生的电磁波辐射.结果表明,由背景等离子体非均匀性产生的电磁波辐射强度高于由束的纵向约束性引起的辐射强度通过对电子束的适当调制,可以满足辐射电磁波在局部等离子体谐振区域的共振条件,从而增大辐射强度.研究结果可用于对主动空间等离子体试验数据的分析.