微波PCVD法大尺寸透明自支撑金刚石膜的制备及红外透过率(英文)

采用微波PCVD方法制备出直径50mm膜厚300μm的大尺寸透明自支撑金刚石膜。在甲烷体积分数2%的条件下制备的透明自支撑金刚石膜经过两面抛光后在500cm-1~4000cm-1红外波段范围内红外透过率达到70%,但是其生长速率只有1μm/h^2μm/h。在体积分数4%甲烷浓度下制备的自支撑透明金刚石膜,其生长速率达到7μm/h^8μm/h,经过两面抛光之后膜厚为260μm的金刚石膜的在500cm-1~4000cm-1红外波段范围内红外透过率达到60%左右,而且膜中心和边缘区的红外透过率基本相同。这些结果为大尺寸金刚石厚膜在红外窗口上的实际应用奠定了基础。

LiF对镁铝尖晶石透明陶瓷红外透过率的影响

以溶胶-凝胶法制备镁铝尖晶石（以下简称＂尖晶石＂）粉末,掺入0~2.5wt%的LiF,经球磨后,测试混合粉末的物相组成.采用热压（HP;32 MPa/1550℃）及热压结合热等静压（HP/HIP;热等静压工艺条件为150 MPa/1700℃）工艺制备出尖晶石透明陶瓷.分析测试了掺入不同LiF的尖晶石陶瓷的结构和红外透过率,采用感应耦合等离子体（Inductively Coupled Plasma,或ICP）方法测定了LiF掺杂后的粉料和透明陶瓷中的Li离子含量.实验显示,LiF的加入促进了尖晶石晶粒长大和气孔的排除,并促进了尖晶石陶瓷烧结的致密化进程.添加1.0wt%~1.5wt%LiF的尖晶石透明陶瓷具有最高的红外透过率.LiF在尖晶石陶瓷中形成残余物质,添加过量的LiF对尖晶石陶瓷的光学性能会产生不利影响.

烟幕激光和红外透过率对应关系研究

分析了烟幕激光透过率与红外透过率的对应关系,提出了利用相邻波段红外透过率推算同样光学路径激光透过率的多项式拟合方法,开展了实验研究.结果表明:特定波长的激光透过率与相应红外波段透过率利用二项式拟合,其透过率计算误差在3%以内.

根据红外透过率推断CdZnTe晶片的性能

采用傅里叶变换红外光谱仪测试了性能各异的多个CdZnTe晶片的红外透过率 .研究表明 ,红外透过率的大小可以定性反映CdZnTe晶片的性能 :红外透过率越高的晶片 ,其成分偏离越小 ,位错密度越低 ,电阻率越高 .根据红外透过率大小随着波数的变化 ,红外透过率图谱可以分为 4种 ,每一种图谱对应着具有不同性能的CdZnTe晶片 .从晶片对红外光的吸收机理出发 ,对实验结果进行了初步分析 .

通过退火研究ZnGeP_2晶体中点缺陷与红外透过率的关系

以富P2‰配比合成的ZnGeP2多晶为原料,用改进的Bridgman法生长出外观完整的单晶体。霍尔效应和I-V曲线表明,生长的ZnGeP2晶体属于p型半导体,电阻率为7.5×106Ω.cm。经定向切割后,得到10mm×10mm×2mm的ZnGeP2晶片,分别置于高纯红磷和ZnGeP2同成分粉末的氛围,在550℃进行退火处理。结果表明,P气氛中退火,晶片红外透过率的提高不明显;而在ZnGeP2粉末包裹氛围中退火,晶片的红外透过率在短波范围内得到了有效提高,在2～10μm波段则提高到近60%左右,说明VZ-n对该条件下生长的ZnGeP2单晶红外透过率影响较大,而V0P的影响较小。

CdZnTe晶片的红外透过率研究

测试了多个性能各异的Cd0.9Zn0.1Te晶片的红外透过率。研究表明,红外透过率与晶片的性能有着密切的联系,即红外透过率的大小及红外透过率图谱的形状可反映晶片的成分分布、位错密度以及杂质含量的情况。从晶片对红外光的吸收机理出发,对这些联系进行了详细的分析。

对影响碲锌镉晶片红外透过率因素的研究

文章主要通过扫描电镜、红外傅立叶光谱仪、红外显微镜、X光回摆曲线和形貌像的分析手段结合磨抛、腐蚀的工艺对影响碲锌镉红外透过率的因素及其程度进行了分析研究。

类金刚石薄膜的高红外透过率研究

类金刚石薄膜最主要应用在光学领域,尤其在红外领域,它非常适合于作红外窗口材料的增透兼保护膜。本文采用电容耦合射频外加直流设备,裂解碳氢化合物产生等离子体,进行离子增强化学气相沉积,制备类金刚石薄膜。采用平板式电极,衬底样品放在阴极极板上。

二氧化碳对MPCVD金刚石光学膜结构及红外透过率的影响

以P型(100)取向的单晶硅片为衬底,采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法,通过在反应气源中添加不同比例的CO2制备光学级金刚石膜。通过Raman光谱、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征金刚石膜的结晶质量、晶粒取向和表面形貌。结果表明:增加反应气源中CO2/CH4流量比,在不改变金刚石膜物相纯度的情况下,有利于提高金刚石薄膜的结晶质量;适量的CO2/CH4流量比有利于获得晶粒形貌规则、完整且尺寸均匀的高[111]取向的金刚石膜。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)(红外光透过率)测试发现晶界密度小、晶粒尺寸均匀、形貌规则且表面平整的自支撑金刚石膜具有更高的红外(IR)透过率,表明在反应气源中适量地引入CO2有利于提高金刚石膜的光学性能,这可能与CO2引入后产生的含氧基团能抑制非金刚石相,促进取向金刚石相的生长有关;在微波功率6 k W、气压13 k Pa、基片温度850℃、CH4流量为15 ml·min-1(标准状况)的条件下,CO2/CH4流量比为0.45时可制备出具有高质量和高红外透过率的金刚石光学膜。

基于BP神经网络的水蒸气红外透过率仿真

针对在计算大气透过率方法中利用经验公式误差大和专业软件复杂低效等问题,提出了一种基于贝叶斯正则化BP(back propagation)神经网络的水蒸气红外透过率的计算方法。利用BP神经网络良好的非线性拟合特点,建立大气参数与水蒸气透过率之间的关系模型。以实测温度、压强和湿度作为输入向量,中红外平均水蒸气透过率作为输出,构建3-7-1式的BP神经网络。仿真结果表明:在相同的大气参数下,与逐线积分法相比,本文方法在运算过程大幅简化的同时相对误差很小;与经验公式法相比,本文方法对透过率的计算精度大幅提升。

基于BP神经网络的红外透过率计算

针对实时条件下中红外波段平均大气透过率的计算,提出了一种基于贝叶斯正则化BP神经网络的方法。利用BP神经网络良好的非线性拟合特点,建立大气参数与中红外平均透过率之间的关系模型,从而可以准确迅速地得到计算结果。此网络模型是以实测温度、压强、湿度和气溶胶的后向散射系数作为输入向量,分别以水蒸气和CO2吸收透过率、气溶胶散射透过率和大气透过率作为输出。仿真结果表明:在相同的大气参数下,本方法的计算结果与期望值之间的相对误差较小,且远小于经验公式法,验证了本方法的可行性与有效性。因此,本方法对大气透过率的准确地快捷计算提供了有益的借鉴。

高熔融指数聚乙烯母粒的制备及其红外透射熔喷材料的可纺性

针对现有的聚乙烯(PE)原料熔体流动性能差、熔融指数低、熔喷成纤困难等问题,以纺丝级线性低密度PE为原料,采用低分子质量聚乙烯蜡(PEW)增塑和催化断链降解协同法,制备了多系列熔喷用高熔融指数聚乙烯(HMI-PE)母粒,分别对其熔体的流变性能、分子质量及其分布、结晶性能、热稳定性进行了研究,并进一步制备了PE熔喷材料(PE-MBs),对PE-MBs的表观形貌、力学性能、红外透射性能进行了表征和分析。研究结果表明:随着PEW质量分数的增加,HMI-PE的分子质量下降、熔融指数不断增大,呈现典型的剪切变稀行为,但HMI-PE母粒热稳定性无明显影响。当PEW质量分数大于30%时,HMI-PE母粒的可达200 g/(10 min)以上(230℃),呈现良好的熔喷可纺性和力学性能。PE-MBs的红外透过率超过92%,具有优异的中红外透过性能。

CART软件计算的红外大气透过率和实测值比较

初步完成了一套通用大气辐射传输软件的研制,它是一套基于我国大气模式的采用独特算法的大气辐射传输软件,可用来较快速地计算大气光谱透过率、大气热辐射、大气散射辐射和太阳直接辐照度,光谱分辨率为1cm-1。利用中近红外傅里叶光谱辐射计FTIR测得的水平红外大气透过率来验证CART软件计算水平路径上红外大气透过率的精度。比较结果表明:CART软件计算的水平大气透过率和实测值的误差最大小于0.1,均方根大约为0.04。这可以说明CART软件计算水平红外大气透过率是可靠的。

遮光剂球形颗粒分散系红外热透过率研究

根据气凝胶遮光剂复合材料的微观结构特性,首次提出用多体散射理论计算其遮光剂球形颗粒分散体系的红外热透过率。通过分析小角度近似和多次散射因子对比尔-朗伯定律中散射传递函数的影响,建立了气凝胶遮光剂复合材料前向散射透过率的计算方法,编写计算程序,对SiO2气凝胶中遮光剂为SiC和ZrO2的两种材料进行了计算。计算结果表明:在实验允许的范围内,遮光剂质量分数越大、材料厚度越大,复合材料隔热效果越好;在遮光剂质量分数和材料厚度一定的情况下,由于复折射率的影响,不同的遮光剂材料有不同的最佳制备半径,SiC和ZrO2遮光剂球形颗粒的最佳制备半径分别为1.2μm和0.7μm。

红外辐射的大气透过率计算方法研究

大气透过率是影响红外成像导引头作用距离的主要影响因素,文章分析了大气环境中红外辐射大气透过率的各种影响因子,介绍了一种在工程上较为合理、实用的优化计算方法,解决了大气透过率的复杂性计算问题。

红外梯度折射率GeS_(2)-In^(2)S_(3)-CsCl硫系微晶玻璃制备与性能研究

梯度折射率红外成像系统可在保持成像性能的基础上,极大降低系统的尺寸、质量和成本,有望推进红外成像系统向轻小型发展。然而,目前没有可用的红外梯度折射率光学材料。本文基于65GeS_(2)-25In_(2)S_(3)-10CsCl硫系玻璃,利用梯度温度场热诱导析出轴向梯度分布的β-In_(2)S_(3)纳米晶体,制得梯度折射率透明硫系微晶玻璃。结果表明:析出的β-In_(2)S_(3)晶体为不同晶面取向纳米晶组成的多晶结构,尺寸约为25 nm,且晶体尺寸、数量与梯度温度场密切相关;制得的梯度折射率硫系微晶玻璃仍保持良好的长波红外透过率,且其10μm处最大折射率差Δn达0.047。

伪装网平均热红外辐射透过率指标的确定方法

从红外物理基本定律出发 ,结合空中光电侦察原理和地面背景温度起伏状况 。

SiO_2薄膜对蓝宝石红外透过性能的改善

采用射频磁控反应溅射法在蓝宝石衬底上制备了SiO2薄膜,测试了镀膜前后蓝宝石试样的红外透过率,测试并分析了镀膜与未镀膜蓝宝石试样在高温及雨蚀后的红外透过性能．结果表明,蓝宝石衬底上镀SiO2膜后红外透过率明显提高;在高温下,SiO2薄膜依然具有很好的增透作用,镀膜蓝宝石试样的平均透过率明显高于未镀膜蓝宝石试样的平均透过率;雨蚀测试后,镀膜蓝宝石试样的平均透过率损失很小,镀膜蓝宝石的红外透过率明显高于未镀膜蓝宝石的红外透过率。

射频功率对红外光学用类金刚石膜结构和性能的影响

利用射频等离子体增强化学气相沉积技术,以CH4为气源,在单晶锗基底上制备了具有红外增透效果的薄膜。Raman光谱分析表明,D峰和G峰分别位于1200～1450 cm^-1和1500～1700 cm^-1之间,说明薄膜具有典型的类金刚石的特征峰,可知镀制的薄膜是类金刚石膜。通过研究射频功率对类金刚石膜红外透过率以及硬度等性能的影响,分析了类金刚石膜的红外透过率和纳米硬度随着薄膜中sp3含量的增加而增大的原因,从而找出一种利用PECVD方法制备DLC膜的最佳工艺参数。

Cd_(1-x)Mn_xTe晶体衬底的红外透过性能

研究了生长态和退火后Cd1-xMnxTe晶片的吸收边和红外透过性能.Cd1-xMnxTe晶体采用垂直Bridgman法生长,获得面积为30 mm×40 mm的(111)面Cd1-xMnxTe单晶片;晶片在Cd气氛下退火.近红外光谱表明,吸收边的截止波长反映晶片的Mn含量范围为0.1887≤x≤0.2039,其中轴向成分波动差值约为0.0152,径向成分波动差值约为0.0013;x=0.2的Cd1-xMnxTe晶体吸收边的吸收系数变化范围为2.5～55 cm-1;退火后,晶体的吸收边位置没有变化,表明晶片中Mn含量未受到退火的影响.傅里叶变换红外透射光谱表明,晶片在红外光波数为4000～500 cm-1范围的红外透过率为45%～55%;退火后,晶片的红外透过率提高到61%以上,接近理论值65%.