电子信息专业学位研究生联合培养基地建设举措——以西安工业大学光电工程学院为例

文章以西安工业大学光电工程学院为例,首先分析了电子信息专业学位研究生联合培养基地建设面临的问题,然后提出了电子信息专业学位研究生联合培养基地建设举措。

面向微光学元件表面形貌测量的涡旋相移数字全息技术

非接触、无损害的相移数字全息技术对微光学元件检测具有独特优势。因传统的相移数字全息技术需要对相移器进行精细控制和繁琐校准,同时其光路易受到机械振动干扰,导致全息再现像的质量降低。本文借助涡旋光特殊的相位分布,提出了一种基于涡旋相移数字全息的微光学元件表面形貌测量方法。该方法利用螺旋相位板调制涡旋相位,引入高精度相移。基于构建的涡旋相移数字全息显微实验装置,采用干涉极值法确定了相移干涉图之间的真实相移量,并对螺旋相位板的旋转角度与相移量的关系进行标定,实验验证了涡旋相移的可行性;对微透镜阵列进行了重复测量实验,将测试结果与ZYGO白光干涉仪的测试结果进行比较。结果表明:测量得到单个微透镜的平均纵向矢高为12.897μm,平均相对误差为0.155%。所提方法可以实现对被测微光学元件表面形貌的高精度测量,具有易操作、稳定可靠、准确性高等优点。

锗基底3～5μm和8～12μm双波段红外增透膜研究

文中简要叙述了双波段(3～5μm和8～12μm)红外增透膜的膜料选择以及锗基底上红外双波段增透膜的设计与镀制,介绍了离子束辅助沉积技术制备该薄膜的过程。提出了采用脉冲真空电弧离子镀技术镀制无氢类金刚石膜作为红外增透膜的保护膜,并讨论了镀制类金刚石膜后,镀膜元件的光谱特性。

产生物表面活性剂菌SP-7发酵液的性能

从胜利油田井口土壤中分离并培育出一株可产生生物表面活性剂的假单胞菌,命名为SP 7,考察了SP 7发酵液作为微生物采油用剂的相关性能。在含各种营养物的培养基中在37℃培养48h的SP 7菌发酵液,与等体积比的胜利河口油田一口井的原油(50℃粘度1019mPa·s)混合,生成O/W乳状液,长时静置后生成下相微乳状液。发酵液的油水界面张力为1.3mN/m。发酵液20℃时生成的泡沫稳定性(半衰期)较商品发泡剂新咪唑啉溶液略差,但50℃时则较好,泡沫体细小致密。发酵液在20～110℃热处理2h后,室温表面张力大体维持恒定(29.7～30.5mN/m);pH值在5.0～10.0范围的发酵液,室温表面张力基本不变(29.7～31.2mN/m);矿化度(NaCl质量浓度)在5.0×103～1.0×105mg/L范围的发酵液,室温表面张力也基本不变(29.7～30.3mN/M),矿化度为1.5×105mg/L时小幅上升至33.3mN/m。从发酵液中提取并纯化的生物表面活性剂,含量为2.1g/L,用IR方法鉴定为脂肽和糖脂,室温时其临界胶束浓度仅为36mg/L。SP 7发酵液可直接用于三次采油。介绍了筛选和培养菌种所用培养基的组成及从发酵液中分离和提纯生物表面活性剂的程序。图3表2参6。

光学塑料真空镀膜附着力机理与工艺研究

依据光学塑料的基本特性,研究光学塑料真空镀膜过程中附着力的有关问题。论述薄膜生长过程中影响薄膜附着力的各种因素,针对其相关因素作了具体的理论分析。在真空镀膜实验的基础上,提出了一种提高真空镀膜附着力的具体方法。

电子束蒸发TiO_2薄膜的光学特性

研究了不同工艺参数条件下,电子束蒸发TiO2薄膜的光学特性。在正交实验的基础上,利用离子束辅助沉积技术,获得了影响TiO2薄膜折射率的主要因素,得到了TiO2薄膜的折射率随氧气分压的关系。对离子氧和分子氧两种情况下TiO2薄膜的折射率进行了比较,得到了TiO2薄膜的折射率与沉积速度的关系,并给出了TiO2薄膜的红外吸收光谱。

多层介质薄膜膜层间界面粗糙度及光散射

利用泰勒霍普森相关相干表面轮廓粗糙度仪(Talysurf CCI)分别对基底和采用电子束热蒸发技术沉积的15层二氧化钛(TiO2)和二氧化硅(SiO2)为膜料的介质高反膜的膜层间的界面粗糙度进行了研究,并对不同工艺下沉积的薄膜界面粗糙度以及不同基底粗糙度上沉积的薄膜的表面粗糙度进行了比较。实验结果表明:TiO2薄膜对基底或下表面粗糙度有较好的平滑作用,随着TiO2和SiO2膜层的交替镀制,膜层间表面粗糙度呈现出低高交替的现象,随着膜层层数的增加,膜层间界面粗糙度低高变化范围减小;采用离子束辅助沉积工艺时,膜层间界面粗糙度低高变化范围较小。总散射损耗的理论计算表明:中心波长处完全非相关模型下的总散射损耗小于完全相关模型下的总散射损耗。实验结果表明:界面粗糙度的相关度约为0.4。

端部霍尔离子源工作特性及等离子体特性研究

研制了一种用于离子束辅助沉积光学薄膜的端部霍尔等离子体离子源 ,论述了该源的工作原理以及伏安特性。着重研究了用五栅网探针测试该源所发射的离子能量的原理和方法 ,并对测量结果进行了分析、比较。

二氧化锆薄膜表面粗糙度的研究

采用电子束蒸发工艺,利用泰勒霍普森相关相干表面轮廓粗糙度仪,研究了不同基底粗糙度、不同二氧化锆薄膜厚度以及不同的离子束辅助能量下所沉积的二氧化锆薄膜的表面粗糙度。结果表明:随着基底表面粗糙度的增加,二氧化锆薄膜表面粗糙度呈现出先缓慢增加,当基底的粗糙度大于10 nm后呈现快速增加的趋势;随着二氧化锆薄膜厚度的增加,其表面均方根粗糙度(RM S)先减小后增大;随着辅助沉积离子能量的增加,其表面粗糙度呈现出先减小后增加的趋势。

光伏电池组件太阳模拟器AM1.5滤光片的研究

通过将标准大气光谱与大功率圆弧形氙灯光谱的比较,获得了AM1.5型太阳能模拟器滤光片的透射率光谱曲线。通过膜系设计和镀制,研制出了中心波长为930 nm的负滤光片,该滤光片在930 nm处的透射率T=15%,400～750 nm波段内的平均透射率Ta≥93%,1200～1400 nm内平均透射率Ta≥91%。将6片相同的滤光片安装在测试面为1 200 mm×2 000 mm的脉冲式光伏组件太阳模拟器上进行测试,在氙灯的正上方,其光谱匹配度在0.91~1.05之间,达到了A类滤光片要求;而在离圆弧氙灯最远的位置2处,测试的光谱匹配度在0.73~1.06之间,达不到A类滤光片要求。最后,通过采用滤光片的优化组合拼接技术,使光伏电池组件模拟器测试面上所有点的光谱匹配度均达到了A类要求。

银薄膜对光学基底表面粗糙度及光散射的影响

为了研究金属银薄膜与光学基底表面粗糙度和光散射的关系,提出了通过对光学薄膜矢量散射公式积分来获得界面粗糙度完全相关模型和完全非相关模型下其表面的总反射散射的方法.理论计算了光学基底上两种模型在不同厚度银膜下的总反射散射和双向反射分布函数.结果表明,当沉积在光学基底上的银薄膜的厚度大于80nm后,两种模型下计算的银薄膜的表面总反射散射都等于基底的总积分散射,银薄膜能较好地复现出基底的粗糙度轮廓.实验研究表明为了复现基底的粗糙度,银薄膜的最佳厚度应在80～160nm之间.

太阳能模拟器滤光片的研制

太阳能模拟器作为研究航天科技卫星空间环境模拟和太阳能电池的检测与标定的必要模拟设备，越来越受到人们的关注，其中，模拟器滤光片（AM1．5）是太阳能模拟器的关键元件。本文依据标准大气光谱和标准氙灯的光谱曲线，得到了AM1．5型太阳能模拟器滤光片的透射率光谱曲线。在此基础上用TFC膜系软件对该滤光片的膜系进行了设计、优化，并对该膜系进行了镀制工艺研究。光谱测试结果表明，所研制的滤光片的中心波长950nrn处的透射率T=15％，半宽度350nm；400。750131n波段内，平均透射率Ta≥95％，1200-1400nm内平均透射率Ta≥92％。光谱辐照度测试结果表明，其辐照匹配度在0．89～1．09之间，达到A类滤光片要求。

锗掺杂类金刚石薄膜特性研究

为了降低类金刚石（DIE）薄膜的应力，使用脉冲真空电弧离子镀（PVAD）和电子束热蒸发相结合的复合沉积技术，在Si基底上制备了一系列不同锗含量（原子百分比）的Ge-DIE薄膜样片，研究了锗含量对DIE薄膜光学特性和力学特性的影响。研究结果表明：在1-5肿波段，当锗掺杂含量小于25％时，对DIE薄膜光学常数的影响不大；随着Ge含量的增加，DIE薄膜的折射率和消光系数都略微增大。随着DLC薄膜中ce含量的增加，薄膜的内应力和硬度均有所降低。当DLC薄膜中Ge含量约为8％时，Ge-DLC薄膜的内应力从6．3降至3．0GPa，而硬度仅从3875减小为3640kgf/mm2，几乎保持不变。硅基底上单面沉积Ge的含量为8％的DIE薄膜在红外3-5ban波段的透过率峰值约为63．15％。

硒化锌基底8～12μm高性能增透膜的研究

为了提高硒化锌基底的透过率以及膜层的机械强度,对硒化锌基底上高性能的红外宽带减反射膜的设计与制备工艺进行了研究。介绍了红外宽带减反射膜的膜料选择、膜系的设计以及采用离子束辅助沉积该膜系的过程,给出了用该方法制备的8～12μm波段宽带减反射膜的实测光谱曲线,其峰值透过率高达99%以上,在设计波段范围内平均透过率大于98%,膜层附着性能好,光机性能稳定。这对于红外光学系统的应用具有十分重要的意义。

微结构窄带滤光片设计及制备工艺研究

为了提升微结构窄带滤光片的光谱透过率,增大微结构单元的制备精度,提出一种新的膜系镀制方法和微结构单元的制备方法。基于法布里-珀罗(F-P)多光束干涉仪原理设计了3种不同中心波长的窄带滤光片,采用光化学掩模分离法和PECVD技术相结合,制备出3种中心波长分别为480nm、520nm和590nm,峰值透过率均大于80%,半宽度30nm^50nm,微结构单元的通道面积为50μm×50μm的窄带滤光片。光谱透过率得到了提升的同时微结构单元边缘整齐、分界线清晰,精度也得到了有效地增加,达到μm量级。

Al_2O_3-Cr多层中高温选择吸收薄膜的研究

太阳能选择吸收薄膜是太阳能集热器的关键部分,本文提出基于Al2O3介质和金属Cr的多层结构的选择吸收膜系,首先采用电子束热蒸发在硅基底上沉积了单层Cr薄膜,通过椭偏仪测试并分析了Cr薄膜的光学常数。在此基础上分别设计了Al2O3-Cr四层和六层选择吸收膜系,比较了两种膜系的吸收率和发射率。其次,对六层结构的选择吸收膜系进行了允差分析,给出了最敏感层厚度相对误差为20%时,选择吸收膜的吸收率和发射率。最后,采用电子束热蒸发技术在玻璃基底上制备了六层结构的选择吸收膜,测试结果表明,该膜系在常温下的吸收率可以到达0.96,发射率为0.043。并通过计算给出了制备的六层选择吸收膜在100,200,300,400,500℃下的发射率分别为0.045,0.052,0.063,0.071和0.092。

多层介质高反射膜的散射特性研究

为了研究多层介质高反射薄膜的散射特性减小光学薄膜的散射损耗,以多层光学薄膜矢量光散射理论为基础,利用光学薄膜的总散射损耗与光学薄膜双向反射分布函数的关系,研究了多层介质高反射薄膜分别在膜层界面粗糙度为完全相关和完全非相关模型下入射角和偏振状态对总散射损耗的影响,以及入射波长对总散射损耗的影响。理论研究结果表明,随着入射角的变化p偏振入射光引起的p偏振的总散射损耗强烈依赖于膜层界面粗糙度的相关特性,尤其是在布儒斯特角附近更为明显;此外,通过对介质高反射膜在两种不同模型下的总散射损耗随入射波长的变化与其反射率谱的比较发现,完全相关模型下的总散射损耗与反射率谱的变化趋势一致,完全非相关模型则恰好反之。

用于离子束辅助镀膜的两种模式端部霍尔离子源的比较

介绍了一种用于离子束辅助沉积光学薄膜的端部霍尔离子源的工作原理,并论述了端部霍尔离子源的离子能量、离子分布特性的测试方法;详细论述了电磁场和永久磁场两种模式下,端部霍尔离子源的工作稳定性、离子能量大小以及离子束分布特性的比较。

四栅网式离子能量分析仪栅网特性研究

为了研究等离子体中离子能量的分布规律,基于栅网式离子能量测试原理,采用离子光学模拟软件Simion7.0,对四栅网离子能量分析仪中网格大小和网格间距对离子能量测量结果的影响进行了理论分析。分析结果表明,当离子能量为800 eV左右时,网格尺寸的大小会影响离子能量的测量精度,网格间距的大小对离子能量的测量结果几乎不产生影响。该研究结果对栅网式离子能量测试装置的设计及网格参数的优化具有重要的理论和实践指导意义。

栅网式离子能量分析仪中栅网特性的模拟研究

等离子体中离子能量的分布是离子束加工技术的关键参数之一。本文基于栅网式离子能量测试原理,采用离子光学模拟软件Simion7.0对栅网式离子能量分析仪的网格大小和网格间距进行了理论分析,这两个几何结构参数影响着离子能量的测试。理论分析结果表明,在离子能量为800 eV左右时,网格尺寸的大小会影响离子能量的测量精度,网格间距的大小对离子能量的测量结果几乎不产生影响。本文的研究结果对栅网式离子能量测试装置的设计及网格参数的优化具有重要的理论和实践指导意义。