高反膜片均方根粗糙度的测量

针对特定的膜层结构 ,从理论上计算了膜片表面散射与表面均方根粗糙度的关系 ,根据测量的膜片表面总积分散射计算得到的表面均方根粗糙度与在长春光机所用由美国进口的WYKO表面测量仪测量得到的表面均方根粗糙度基本符合。除了在有明显伤痕的地方相差较大而外 ,它们相差在 1A°以内。

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。

跳动模式对微球CH涂层表面粗糙度的影响

采用低压等离子体化学气相沉积方法(LPPCVD),结合反弹盘系统制备了微球CH涂层,研究了跳动模式对微球CH涂层表面形貌的影响。利用光学显微镜和扫描电镜(SEM)对微球涂层表面形貌进行了分析;利用原子力显微镜(AFM)测定了微球CH涂层表面均方根粗糙度(RMS)并对球形度进行了表征;利用X光照相技术对同心度进行了表征。结果表明:采用间歇跳动模式可有效改善微球CH涂层的表面形貌,降低中高模数的粗糙度。在间歇跳动模式下,减小占空比,可使CH涂层的表面粗糙度得到进一步降低。在占空比为1/4的间歇跳动模式下制备的厚度为30μm的CH涂层,其表面均方根粗糙度低于30 nm,碳氢-聚苯乙烯(CH-PS)微球的球形度与同心度均优于99%。

背光阴影成像技术表征ICF靶丸内表面粗糙度

发展了背光阴影成像技术,用于诊断透明ICF冷冻靶冰层内表面质量。分析了单层球壳阴影图像中形成亮环的物理机制。用光学追迹软件Tracepro模拟产生了透明单层球壳的阴影图像,用于研究亮环位置与球壳厚度及折射率的关系。建立了背光阴影成像实验装置,获得了透明单层球壳具有明显亮环的实验阴影图像。编制了阴影图像处理软件,获得了靶丸内表面1维功率谱曲线,并据此计算出靶丸内表面均方根粗糙度。理论分析、软件模拟及实验研究均表明,背光阴影成像技术是透明冷冻靶冰层内表面质量的有效诊断方法。

一种测量光学表面粗糙度的全积分散射仪

运用全积分散射理论,结合积分球的光度特性,研制了一种用于粗糙度测量的比较法全积分散射仪。用原子力显微镜分析了用相同的抛光工艺制备的三片超光滑硅片的表面粗糙度,其结果均在0.14～0.19 nm之间,说明了此抛光工艺的稳定性;用原子力显微镜测量值为0.143 nm均方根粗糙度的超光滑硅片作为参考样片,比较了其他三片相同工艺制备的硅表面的全积分散射测量结果,结果显示与标准片的测量结果非常接近,均在0.14～0.18 nm之间,验证了全积分散射法的合理性;进一步分析了锗、铝、碳化硅等表面的全积分散射测量结果,结果呈现出明显的差异,说明该方法具有较高的灵敏度和较大的动态范围。

掠入射X射线散射法研究超光滑镜面粗糙度

在Xiaomin Tong等的理论上发展了一个二维理论模型,建立散射光强分布与超光滑表面功率谱密度(PSD)的关系。在上海同步辐射光源小角散射实验站上,用不同粗糙度的210 mm和320 mm长的超光滑反射镜进行掠入射X射线散射法(GIXRS)实验,测量散射分布并进行处理,计算出两块反射镜的表面均方根粗糙度(RMS)。与白光干涉法测量结果的比对结果表明,根据这种理论进行数据处理得到的RMS值,与白光干涉法的测量结果非常符合。

考虑表面粗糙度的干气密封边界膜滑移效应分析

为了研究随机粗糙表面上的滑移流效应,针对符合高斯分布的粗糙度表面,考虑其影响对一阶滑移模型进行修正,建立适用于随机粗糙表面的有效滑移长度模型;建立流体润滑方程,采用数值分析方法对其进行计算,研究粗糙峰间距、粗糙度均方根对滑移流以及螺旋槽干气密封的密封性能的影响。研究结果表明:气体分子平均自由程较小、粗糙峰间距较小或者粗糙度均方根较大的情况下,密封端面更容易发生负滑移现象;在微尺度条件下,负滑移有助于提高密封的端面开启力和运行稳定性;滑移流对气膜刚度的影响最大,气膜承载力次之,泄漏率最小且可以忽略不计。

红外光热效应在球形冷冻靶燃料冰层均化中的应用

基于激光惯性约束聚变对冷冻靶燃料冰层质量的要求和红外光热效应原理,研究了红外光对球形冷冻靶燃料冰层结构和空间分布的影响。研究结果表明:在波长为3140nm,输出功率为100μW的红外光辐射加热作用下,冷冻靶燃料冰层在结构上逐渐由多晶向准单晶转变,在空间分布上逐渐变得均匀,其光学图像上的表现为出现了背光亮环。通过对亮环的分析计算,获得了其冰层的均方根粗糙度值。

微波频段粗糙金属表面等效电导率的数值计算及验证

为了评估表面粗糙度对微波频段金属表面等效电导率的影响,提出了一种基于梯度模型的粗糙金属表面等效电导率数值计算方法并进行实验验证。首先基于电导率梯度模型,将粗糙金属表面等效为电导率渐变的若干光滑薄层的叠加;其次基于电磁波在薄层内的损耗及薄层间界面的传输特性,对粗糙金属表面的总损耗进行数值计算并获取等效表面电导率;最后运用替换端板谐振腔法对不同粗糙度的黄铜样片在8.98、10.78GHz进行表面电导率测试。实验结果表明：在0.1-3μm的均方根粗糙度范围内,等效电导率随粗糙度增加而减小,且基于梯度模型的等效电导率计算方法所得理论预测值相比于已有理论更符合实测结果。

基于三维点云计算的CO_(2)-水-岩反应程度量化表征方法

CO_(2)地质封存是减少大气中CO_(2)排放,降低温室效应的重要途径,CO_(2)注入含水地层中时,CO_(2)-水-岩反应可能引起岩石矿物的侵蚀,对CO_(2)地质封存安全性产生显著影响。在室内实验中,通过表征岩石表面的形貌特征可以有效地评估CO_(2)-水-岩反应程度,为CO_(2)地质封存的安全性评估提供科学依据。通过三维点云计算可以精确量化地表征CO_(2)-水-岩反应程度,这种方法首先运用三维激光扫描技术,构建岩石表面的三维模型,确定CO_(2)-水处理前岩石表面三维模型的基准面,并基于处理前的均方根粗糙度确定处理后岩石表面三维模型的基准面。基于三维模型点云信息,提出了两种不同的体积计算新方法,并通过对规则模型体积的计算比较了两种计算方法的准确性与适用性,可根据实际情况选择两种计算方法量化表征CO_(2)-水处理前后岩石表面的侵蚀体积。最后,以陕西省咸阳市某煤矿煤样为例,开展了CO_(2)-水-岩反应模拟试验,验证了计算的可行性。试验结果表明:该文提出的侵蚀体积计算方法可有效地量化表征CO_(2)-水-岩反应程度,CO_(2)-水处理后岩石表面不同区域的侵蚀差异性明显,岩石表面的侵蚀体积与均方根粗糙度之间存在显著的正比关系,随着均方根粗糙度的增大,侵蚀体积也相应上升。

薄Si膜对基底表面粗糙度的影响

利用ＺＹＧＯ光学干涉测量仪，散射积分测量法观测了光学元件表面均方根粗糙度．详细分析了薄Ｓｉ膜对基底均方根粗糙度的影响，由此认为薄膜并不总是复制基底表面的粗糙度，结果出现了薄膜降低表面粗糙度的现象．提出了一定厚度范围的薄Ｓｉ膜的表面粗糙度存在着一个稳定值的新设想．

磁控溅射中工作压强对钛膜沉积的影响

为了研究在磁控溅射工艺中溅射电流和溅射时间恒定的情况下,氩气工作压强的变化对钛膜在基底表面沉积的影响,通过用原子力显微镜分析钛膜的厚度和均方根粗糙度的方法来进行。结果表明:工作压强达到1.1Pa后,Ti膜的厚度及均方根粗糙度都随压强的增大而减小。由此说明,工作压强的变化对钛膜沉积有较大影响。

微波ECR等离子体特性及其对DLC膜性能的影响

为了解并优化在微波ECR等离子体增强化学气相沉积制备类金刚石膜工艺研究中的等离子体特性,利用朗缪尔探针法系统地测量了等离子体密度(Ne)、电子温度(Te)随工作气压(p)变化的关系。DLC膜的结构和性能依赖于沉积条件,提高等离子体密度有利于DLC膜的生长。本文示出了不同的CH4流量时,DLC膜的拉曼光谱和表面均方根粗糙度Rrms变化曲线,阐述了等离子体密度Ne、电子温度Te对DLC膜结构和性能的影响。

Fe/Al混合膜的PLD法制备及表面分析

采用脉冲激光气相沉积(PLD)技术制备了Fe/Al 混合膜,测量了该混合膜的光电子能谱(XPS),并采用原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)对Fe/Al混合膜作了表面分析。结果表明:Fe/Al混合膜的表面粗糙度对衬底温度有明显的依赖性, 随着衬底温度的升高,薄膜的表面逐渐变得平滑,膜层变得致密,在200 ℃衬底温度下制得了均方根(rms)粗糙度为0.154 nm、具有原子尺度光滑性的Fe/Al混合膜, 膜中Fe和Al分布比较均匀,其成分比约为1∶3,同时XPS分析也表明Fe/Al混合膜暴露在空气中后表面形成了Al2O3 和FeO氧化层。

GaAs/Si直接键合用GaAs表面化学活化技术

研究了GaAs/Si疏水性直接键合技术中GaAs表面化学活化关键工艺,对比分析了不同体积分数的HF和HCl溶液作为表面活性处理剂时对GaAs表面进行活化处理的结果。发现用HCl和H2O溶液处理GaAs晶片得到的表面均方根粗糙度要优于用HF处理得到的结果,并且将处理过的GaAs晶片与Si片进行直接键合,发现用HCl进行表面活化的GaAs晶片与Si片键合的成功率要高于用HF进行表面活化的GaAs和Si键合。在200,300和400℃条件下,采用HCl和H2O体积比为1∶10的溶液处理的GaAs晶片与Si片都成功键合,并且200℃条件下键合后的界面质量较好。

磁控溅射的金属光学薄膜特性研究

一、引言磁控溅射(MS)是一种较新的镀膜技术。由于溅射粒子动能大,薄膜牢固、致密;又由于磁控的作用,可获得较高的沉积速率;同时薄膜可在常温的基板上沉积,并在沉积过程中又不导致基板严重温升等许多优点。

衬底温度对电子束沉积LaF_3薄膜表面形貌的影响

采用电子束沉积的方法,分别在K9玻璃基片上制备了LaF3单层膜.研究了衬底温度对LaF3薄膜表面形貌的影响;衬底温度从200℃上升到350℃,间隔为50℃.利用原子力显微镜测量了基板镀膜后的粗糙度变化;分析结果表明:在本实验条件下,随衬底温度的升高,均方根粗糙度先增大后减小,达到一定温度后,粗糙度迅速增大.

基于近景摄影测量技术的沥青路面纹理实时识别系统

为了实时获取沥青路面纹理信息并准确监测服役道路路面的抗滑性能,基于环形三相机近景摄影测量(CRP)技术提出并创建了一个获取沥青路面纹理信息的自动化近景摄影测量(ACRP)系统,实现了沥青路面表面纹理图像自动化采集及三维重建过程.首先对采集的路表纹理图像进行数值化处理;其次,在基于MATLAB与Python联合编程的三维重建模块中重建具有表面纹理的沥青路面三维模型,并提取沥青路面表面高程数据;最后,在三维重建模块中进行路表纹理指标参数的运算,并采用铺砂法、激光扫描法进行沥青路面纹理现场对比试验.结果表明,以平均构造深度与均方根粗糙度(RMSR)为路表纹理统计指标,ACRP系统获得的纹理信息具有较高的准确性与高效性,识别精度接近于0.02mm.ACRP系统提高了传统近景摄影测量的工作效率和精度,可为后续无人驾驶车辆安全制动提供实时、有效的路表抗滑信息.

冷等离子处理后PET织物的表面特征

本文采用原子力显微镜(AIN)研究了经冷等离子处理的PET织物的表面形态变化,定量地测出了处理后试样的表面均方根粗糙度和表面积的值。研究了PET织物的表面形态(均方根粗糙度和表面积)随着空气等离子处理时间和气体压力的变化规律。同时研究了He、Ar、SF_6和CF_4等气体作用条件下,PET织物表面特征随着气体压力的变化情况。在空气、He、Ar等气体作用下,主要是由于织物刻蚀作用而引起的表面形态的变化。对SF_6和CF_4两种气体来说,可能是由于氟原子接枝而在PET织物表面沉淀而不同。

BaTiO_3/SrTiO_3超晶格的微结构研究

本实验研究利用激光分子束外延法 (L%DMBE)研究在SrTiO3(STO) (0 0 1)基片上生长的BaTiO3(BTO) /SrTiO3(STO)超晶格的微结构 .利用小角X射线衍射光谱 (SAXRD)的计算机模拟来获得BaTiO3/SrTiO3 超晶格的微结构参数 ,如 :总的膜厚度、超晶格周期、表面和界面的均方根粗糙度等 .实验结果表明超晶格的表面和界面非常平整 ,均方根粗糙度大约为 0 .2nm .原子力显微镜 (AFM )的实验研究已经证明了超晶格结构的平滑程度 .超晶格的〈0 0